發(fā)布時(shí)間：2021-09-17 17:27

　　液固流化床（Liquid-solid fluidized bed,LSFB）以其良好的攪拌、傳熱、傳質(zhì)等性能在石油、化工等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際生產(chǎn)中LSFB內(nèi)的顆粒往往具有不同的尺寸和密度,這直接影響到顆粒的混合與分離等特性,從而影響LSFB質(zhì)量以及動(dòng)量傳遞效率,進(jìn)而影響其工作性能,所以在LSFB的設(shè)計(jì)中,能更好的理解顆粒的混合與分離等特性具有極為重要的意義。首先,本文分別采用歐拉-歐拉雙流體模型（Eulerian-Eulerian Two Fluid Model,TFM）和歐拉-拉格朗日粗顆粒模型（Eulerian-Lagrangian Multiphase Particle In Cell,MP-PIC）兩種方法對(duì)LSFB內(nèi)不同密度的顆粒流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。研究表明:與Gidaspow、Wen-Yu曳力模型相比,考慮多組分流動(dòng)的BVK曳力模型對(duì)LSFB內(nèi)二元顆粒流動(dòng)具有很好的適用性;通過(guò)平均床高以及顆粒分離指數(shù)定量分析發(fā)現(xiàn)輕顆粒的膨脹高度相對(duì)于重顆粒受入口速度的影響更顯著;相比于MP-PIC方法,TFM的顆粒分離指數(shù)更小,二元顆粒的分離效果更明顯。通過(guò)顆粒彌散系數(shù)和顆粒擬溫度分... 

【文章來(lái)源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二元顆粒分

第一章緒論21.2.1液固流化床內(nèi)二元顆粒的分離與彌散LSFB內(nèi)二元顆粒的分離與混合狀態(tài)可以被區(qū)分為均勻混合、非均勻混合、部分分離和完全分離四種模式[7]，如圖1.1所示。在LSFB中，顆粒的混合和分離分別受到流體速度、顆粒密度、顆粒形狀和粒度的影響。Barghi等[8]應(yīng)用碰撞技術(shù)研究了在不同液體入口速度下顆粒的密度、形狀以及粒度對(duì)LSFB內(nèi)顆粒的混合與分離的影響。發(fā)現(xiàn)隨著液體入口速度增加顆粒的混合程度增加；對(duì)于顆粒的分離，顆粒密度相比于顆粒形狀和大小影響更加顯著；輕顆粒在流化床內(nèi)循環(huán)流動(dòng)中占據(jù)著主導(dǎo)作用。Escudié等[9]對(duì)于二元聚四氟乙烯的球體，圓盤(pán)，棒等不同形狀的顆粒在液固流化床內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究（所有的顆粒具有相同的體積，圓盤(pán)和棒狀均具有相同的粒度）。發(fā)現(xiàn)與不同粒度的球形顆粒相比，外形不同的非等距顆粒的分離程度更接近于密度不同的顆粒分離程度，得出了粒度作為形狀因素對(duì)于多組分顆粒系統(tǒng)來(lái)分析顆粒的分離狀況是不充分的結(jié)論。當(dāng)人們普遍認(rèn)為，顆粒大小和密度的比值控制著分離效率時(shí)，Mukherjee&Mishra[10]通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證當(dāng)需要提高分離效率時(shí)，流化過(guò)程中的流體速度可能具有最重要的意義。（a）均勻混合（b）非均勻混合（c）部分分離（d）完全分離圖1.1二元顆粒分離與混合狀態(tài)圖1.2.2液固流化床內(nèi)二元顆粒的層間反演Moritomi等[11]證明了層間反演現(xiàn)象可以通過(guò)兩種方式實(shí)現(xiàn)：改變液體速度，以及在給定液體速度下改變整個(gè)床層的固相成分。由于二元顆粒的層間反演速度是反映顆粒層間反演的重要物理量，Jean&Fan[12]基于顆粒的分離速度提出了床層反演速度的預(yù)測(cè)模型。隨后相應(yīng)的有學(xué)者基于LSFB內(nèi)顆粒體積平均密度和Sauter平均粒徑提出了完全分

第三章二元顆粒的分離與彌散16圖3.1LSFB結(jié)構(gòu)示意圖采用MFIX開(kāi)源代碼對(duì)LSFB內(nèi)的二元顆粒流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，其中在空間上采用二階精度的superbee離散方法，在時(shí)間上采用隱式Euler方法。數(shù)值模擬基本參數(shù)如表3.1所示。采用自適應(yīng)時(shí)間步長(zhǎng)其范圍是10-6-10-2，總共模擬時(shí)間為300s，在之后的研究中如非特殊說(shuō)明均取后50s的時(shí)均數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。表3.1對(duì)于Galvin等[20]數(shù)值模擬基本參數(shù)參數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)值模擬液相粘度,μl1.005×10-3Pa.s1.005×10-3Pa.s液相密度,ρl1000kg/m31000kg/m3輕顆粒密度,ρs11600kg/m31600kg/m3重顆粒密度,ρs21900kg/m31900kg/m3顆粒直徑,dp1.0×10-3m-1.18×10-3m1.0×10-3m,1.09×10-3m,1.18×10-3m操作壓力,P101325Pa101325Pa操作溫度,T293.15K293.15K床層初始空隙率,αl——0.56密集填充時(shí)顆粒體積分?jǐn)?shù),αs,max——0.58輕顆粒質(zhì)量,s10.139kg0.139kg

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]稠密氣固兩相流顆粒聚團(tuán)流動(dòng)與反應(yīng)特性的數(shù)值模擬研究[D]. 王淑彥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3399187