【摘要】：流化床氣體分布的均勻性對于流體的流動特性、傳熱、傳質(zhì)和化學反應(yīng)都具有重要作用,是影響流化床流化的重要因素。流化床進風方式及氣體布風板結(jié)構(gòu)有多種形式,但都應(yīng)滿足均布氣流的基本條件。如果流化床氣體分布不均,會使固體顆粒在床層分布不合理,造成固體顆粒分布不均勻,影響床內(nèi)固體顆粒的整體流化。因此,對于流化床中流體流動行為的研究是很有必要的,其具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文運用計算流體力學方法對流化床內(nèi)氣固兩相流動特性進行了數(shù)值模擬研究,比較了平板、∧形、∨形和斜板四種分布板流化床的氣泡運動特性,分析了不同傾角對∧形、∨形和斜布風板流化床固體顆粒體積分數(shù)和速度分布的影響,并進一步研究了開孔率和開孔直徑對流動特性的影響,得到主要研究成果如下:(1)基于歐拉-歐拉雙流體模型和Gidaspow氣固相曳力模型,建立了單噴管平板流化床氣固兩相流動數(shù)值模型。采用標準k-ε、RNG k-ε和Realizable k-ε湍流模型對單噴管平板流化床進行數(shù)值模擬計算,得到了氣泡運動特性,通過數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較,確定了較合適的流化床氣固兩相流動的數(shù)值模型。(2)對平板、∧形、∨形和斜板四種布風板結(jié)構(gòu)流化床的氣泡運動特性進行了數(shù)值模擬分析,發(fā)現(xiàn)采用這四種布風板結(jié)構(gòu)時氣泡運動特性相同。當沿徑向選用非均勻布風方式時,高風速區(qū)氣相攜帶固體顆粒向上運動,低風速區(qū)的床層阻力較小,固體顆粒在重力作用下向下運動,從而形成了床內(nèi)的環(huán)核循環(huán)運動。(3)比較了平板、∧形、∨形和斜板四種布風板流化床固體顆粒體積分數(shù)沿徑向的分布特性,得到平板布風流化床固體顆粒平均體積分數(shù)波動最大,∧形、∨形和斜板三種布風板波動較小,且后三者分布曲線較為接近。(4)分析了∧形和∨形布風板不同傾角下床內(nèi)固體顆粒體積分數(shù)和速度分布,得到布風板傾角為20°~30°時床內(nèi)固體顆粒分布比較均勻,沿徑向速度梯度較大,氣固相混合特性較好。(5)分析了斜布風板不同傾角下床內(nèi)固體顆粒體積分數(shù)和速度分布,得到不同傾角下的流化床內(nèi)固體顆粒分布基本一致,而傾角為30°時,固體顆粒沿徑向速度梯度較大,因此氣固相混合特性較好。(6)對∧形、∨形和斜板三種布風板不同開孔率和開孔直徑下流化床的流動特性進行數(shù)值模擬分析,得到在傾角30°時,三種分布板開孔率為0.8%和開孔直徑為2mm時,氣固相混合特性較好。
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ541

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