發(fā)布時(shí)間：2021-06-22 12:32

　　為了揭示流態(tài)化氣固兩相流以及在此基礎(chǔ)上發(fā)生的中溫?zé)煔饷摿蚍磻?yīng)過(guò)程的規(guī)律,實(shí)現(xiàn)性能預(yù)測(cè)和過(guò)程優(yōu)化,本文首先分別從脈動(dòng)流和平均流兩個(gè)層面研究了氣固兩相的湍流相互作用。氣固兩相在脈動(dòng)流層面的相互作用,稱為“湍流變動(dòng)”。采用PDA方法測(cè)量了垂直突擴(kuò)圓管內(nèi)下行稀疏氣固兩相流場(chǎng)和湍流特性。提出研究湍流變動(dòng)時(shí),應(yīng)首先解決流場(chǎng)比較的基準(zhǔn)問(wèn)題——消除流場(chǎng)拉伸效應(yīng)和入口效應(yīng)。研究證實(shí)了小顆粒削弱湍流的特性;在未充分發(fā)展的突擴(kuò)流動(dòng)中,湍流變動(dòng)會(huì)不斷累積;流場(chǎng)的強(qiáng)剪切可強(qiáng)化湍流變動(dòng)。提出將氣相脈動(dòng)速度與平均流速度梯度之間的線性關(guān)系作為一個(gè)重要判據(jù),用于判定流動(dòng)的強(qiáng)剪切性,以及在強(qiáng)剪切流中是否發(fā)生了湍流變動(dòng)。針對(duì)氣固兩相在平均流層面的相互作用,研究了非均勻流態(tài)化稠密氣固兩相流動(dòng)的曳力問(wèn)題。運(yùn)用流態(tài)化多尺度最小能量原理（EMMS）,與歐拉框架下的計(jì)算流體力學(xué)（CFD）相結(jié)合,發(fā)展出了不含經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的QL-EMMS非均勻曳力模型。通過(guò)與曳力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的雙重對(duì)比,證明了該曳力模型的準(zhǔn)確性和普遍適用性。又結(jié)合O-S模型的合理內(nèi)核發(fā)展了更加符合物理真實(shí)的QL-EMMSn模型,但仍需進(jìn)一步數(shù)值檢驗(yàn)。為實(shí)現(xiàn)中... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：167 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

湍流氣固兩相流動(dòng)系統(tǒng)及其相互作用示意圖

ds/ le 1.4 顆粒對(duì)流體相湍流強(qiáng)度影響[14, 32].4 只歸納了管道流動(dòng)中在射流的中心線處的位置基本適用，只不過(guò)在中心線上，ds/確數(shù)變成了 ds/le=0.3，并且只有 72％的數(shù)為近壁處的強(qiáng)剪切導(dǎo)致的湍流各項(xiàng)異性，因一 le值作為判據(jù)很容易出現(xiàn)偏差。事實(shí)上，歸結(jié)到顆粒粒徑上，反而忽略了其他條件顯然有失偏頗，自然不會(huì)比判據(jù) 1 更好。個(gè)判據(jù)在管流和槽道流等充分發(fā)展流場(chǎng)中則矛盾重重，許多文獻(xiàn)的報(bào)道都如此。例00 μm 的大顆粒在流場(chǎng)下游居然會(huì)削弱湍怪異：它在射流上游削弱湍流，卻在下游5、250 和 780 μm 的顆粒又反過(guò)來(lái)，在射流突擴(kuò)氣固兩相流實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，湍流變動(dòng)的方

而 170 μm的小顆粒的作用更加怪異：它在射流上游削弱湍流，卻在下游增強(qiáng)之[39]，如圖1.5 所示；又如，ds=75、250 和 780 μm 的顆粒又反過(guò)來(lái)，在射流上游增強(qiáng)湍流[23,40, 41]；還有，在圓管突擴(kuò)氣固兩相流實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，湍流變動(dòng)的方向因流場(chǎng)位置而異，但顆粒粒徑只有 150 μm。文獻(xiàn)還認(rèn)為，“強(qiáng)剪切的分離流動(dòng)比剪切較弱的管道內(nèi)充分發(fā)展流動(dòng)更有利于加大顆粒增強(qiáng)湍流的趨勢(shì)”[42]。在本文作者看來(lái)，這個(gè)結(jié)論的證據(jù)還十分有限，不具有普遍適用性。第04期 李飛：流態(tài)化脫硫反應(yīng)過(guò)程的湍流氣固兩相相互作用的研究 B027-54-15

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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[2]兩相流動(dòng)氣體湍流變動(dòng)模型和稠密兩相湍流模型的研究[D]. 于勇.清華大學(xué) 2004

碩士論文
[1]計(jì)算流體力學(xué)兩相流流動(dòng)的模擬及兩相流模型的研究[D]. 楊猛.天津大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3242843