流態(tài)化脫硫反應過程的湍流氣固兩相相互作用的研究
發(fā)布時間：2021-06-22 12:32
為了揭示流態(tài)化氣固兩相流以及在此基礎上發(fā)生的中溫煙氣脫硫反應過程的規(guī)律,實現性能預測和過程優(yōu)化,本文首先分別從脈動流和平均流兩個層面研究了氣固兩相的湍流相互作用。氣固兩相在脈動流層面的相互作用,稱為“湍流變動”。采用PDA方法測量了垂直突擴圓管內下行稀疏氣固兩相流場和湍流特性。提出研究湍流變動時,應首先解決流場比較的基準問題——消除流場拉伸效應和入口效應。研究證實了小顆粒削弱湍流的特性;在未充分發(fā)展的突擴流動中,湍流變動會不斷累積;流場的強剪切可強化湍流變動。提出將氣相脈動速度與平均流速度梯度之間的線性關系作為一個重要判據,用于判定流動的強剪切性,以及在強剪切流中是否發(fā)生了湍流變動。針對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的曳力問題。運用流態(tài)化多尺度最小能量原理（EMMS）,與歐拉框架下的計算流體力學（CFD）相結合,發(fā)展出了不含經驗系數的QL-EMMS非均勻曳力模型。通過與曳力實驗數據和循環(huán)流化床實驗數據的雙重對比,證明了該曳力模型的準確性和普遍適用性。又結合O-S模型的合理內核發(fā)展了更加符合物理真實的QL-EMMSn模型,但仍需進一步數值檢驗。為實現中...
【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：167 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
湍流氣固兩相流動系統及其相互作用示意圖
ds/ le 1.4 顆粒對流體相湍流強度影響[14, 32].4 只歸納了管道流動中在射流的中心線處的位置基本適用，只不過在中心線上，ds/確數變成了 ds/le=0.3，并且只有 72％的數為近壁處的強剪切導致的湍流各項異性，因一 le值作為判據很容易出現偏差。事實上，歸結到顆粒粒徑上，反而忽略了其他條件顯然有失偏頗，自然不會比判據 1 更好。個判據在管流和槽道流等充分發(fā)展流場中則矛盾重重，許多文獻的報道都如此。例00 μm 的大顆粒在流場下游居然會削弱湍怪異：它在射流上游削弱湍流，卻在下游5、250 和 780 μm 的顆粒又反過來，在射流突擴氣固兩相流實驗中發(fā)現，湍流變動的方
而 170 μm的小顆粒的作用更加怪異：它在射流上游削弱湍流，卻在下游增強之[39]，如圖1.5 所示；又如，ds=75、250 和 780 μm 的顆粒又反過來，在射流上游增強湍流[23,40, 41]；還有，在圓管突擴氣固兩相流實驗中發(fā)現，湍流變動的方向因流場位置而異，但顆粒粒徑只有 150 μm。文獻還認為，“強剪切的分離流動比剪切較弱的管道內充分發(fā)展流動更有利于加大顆粒增強湍流的趨勢”[42]。在本文作者看來，這個結論的證據還十分有限，不具有普遍適用性。第04期 李飛：流態(tài)化脫硫反應過程的湍流氣固兩相相互作用的研究 B027-54-15
【參考文獻】：
期刊論文
[1]含水條件下多組分污染氣體的FTIR同時在線測量[J]. 李天津,禚玉群,陳昌和,徐旭常. 清華大學學報（自然科學版）網絡.預覽. 2008(11)
[2]鋼鐵廠燒結煙氣脫硫技術的研究進展[J]. 彭園園,宋健斐,魏耀東,時銘顯,朱廷鈺. 冶金能源. 2008(03)
[3]兩相湍射流噴口附近湍流度影響因素研究[J]. 燕小芬,王希麟. 工程熱物理學報. 2008(01)
[4]不同材料顆粒對兩相湍射流場的調制規(guī)律[J]. 燕小芬,王希麟. 清華大學學報(自然科學版). 2007(08)
[5]顆粒對小突片噴口湍射流調制的研究[J]. 燕小芬,王兵,王希麟. 推進技術. 2007(03)
[6]Large Eddy Simulation of Particle Wake Effect and RANS Simulation of Turbulence Modulation in Gas-Particle Flows[J]. 曾卓雄,周力行,祁海鷹. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(01)
[7]論不平等程度度量的統計方法[J]. 解烜,莫旋. 邢臺職業(yè)技術學院學報. 2006(01)
[8]循環(huán)流化床中的顆粒團形成、結構及其運動[J]. 王勤輝,高瓊,石惠嫻,吳學成,駱仲泱,岑可法. 浙江大學學報(工學版). 2006(01)
[9]突擴兩相流動中顆粒相對氣體湍流的影響[J]. 于勇,周力行. 清華大學學報(自然科學版). 2005(02)
[10]用于中溫煙氣脫硫的新型鈣基脫硫劑[J]. 侯波,祁海鷹,由長福,張奇. 工程熱物理學報. 2004(01)
博士論文
[1]氣固兩相自由剪切流動的直接數值模擬和實驗研究[D]. 羅坤.浙江大學 2005
[2]兩相流動氣體湍流變動模型和稠密兩相湍流模型的研究[D]. 于勇.清華大學 2004
碩士論文
[1]計算流體力學兩相流流動的模擬及兩相流模型的研究[D]. 楊猛.天津大學 2005
本文編號：3242843
【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：167 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
湍流氣固兩相流動系統及其相互作用示意圖
ds/ le 1.4 顆粒對流體相湍流強度影響[14, 32].4 只歸納了管道流動中在射流的中心線處的位置基本適用，只不過在中心線上，ds/確數變成了 ds/le=0.3，并且只有 72％的數為近壁處的強剪切導致的湍流各項異性，因一 le值作為判據很容易出現偏差。事實上，歸結到顆粒粒徑上，反而忽略了其他條件顯然有失偏頗，自然不會比判據 1 更好。個判據在管流和槽道流等充分發(fā)展流場中則矛盾重重，許多文獻的報道都如此。例00 μm 的大顆粒在流場下游居然會削弱湍怪異：它在射流上游削弱湍流，卻在下游5、250 和 780 μm 的顆粒又反過來，在射流突擴氣固兩相流實驗中發(fā)現，湍流變動的方
而 170 μm的小顆粒的作用更加怪異：它在射流上游削弱湍流，卻在下游增強之[39]，如圖1.5 所示；又如，ds=75、250 和 780 μm 的顆粒又反過來，在射流上游增強湍流[23,40, 41]；還有，在圓管突擴氣固兩相流實驗中發(fā)現，湍流變動的方向因流場位置而異，但顆粒粒徑只有 150 μm。文獻還認為，“強剪切的分離流動比剪切較弱的管道內充分發(fā)展流動更有利于加大顆粒增強湍流的趨勢”[42]。在本文作者看來，這個結論的證據還十分有限，不具有普遍適用性。第04期 李飛：流態(tài)化脫硫反應過程的湍流氣固兩相相互作用的研究 B027-54-15
【參考文獻】：
期刊論文
[1]含水條件下多組分污染氣體的FTIR同時在線測量[J]. 李天津,禚玉群,陳昌和,徐旭常. 清華大學學報（自然科學版）網絡.預覽. 2008(11)
[2]鋼鐵廠燒結煙氣脫硫技術的研究進展[J]. 彭園園,宋健斐,魏耀東,時銘顯,朱廷鈺. 冶金能源. 2008(03)
[3]兩相湍射流噴口附近湍流度影響因素研究[J]. 燕小芬,王希麟. 工程熱物理學報. 2008(01)
[4]不同材料顆粒對兩相湍射流場的調制規(guī)律[J]. 燕小芬,王希麟. 清華大學學報(自然科學版). 2007(08)
[5]顆粒對小突片噴口湍射流調制的研究[J]. 燕小芬,王兵,王希麟. 推進技術. 2007(03)
[6]Large Eddy Simulation of Particle Wake Effect and RANS Simulation of Turbulence Modulation in Gas-Particle Flows[J]. 曾卓雄,周力行,祁海鷹. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(01)
[7]論不平等程度度量的統計方法[J]. 解烜,莫旋. 邢臺職業(yè)技術學院學報. 2006(01)
[8]循環(huán)流化床中的顆粒團形成、結構及其運動[J]. 王勤輝,高瓊,石惠嫻,吳學成,駱仲泱,岑可法. 浙江大學學報(工學版). 2006(01)
[9]突擴兩相流動中顆粒相對氣體湍流的影響[J]. 于勇,周力行. 清華大學學報(自然科學版). 2005(02)
[10]用于中溫煙氣脫硫的新型鈣基脫硫劑[J]. 侯波,祁海鷹,由長福,張奇. 工程熱物理學報. 2004(01)
博士論文
[1]氣固兩相自由剪切流動的直接數值模擬和實驗研究[D]. 羅坤.浙江大學 2005
[2]兩相流動氣體湍流變動模型和稠密兩相湍流模型的研究[D]. 于勇.清華大學 2004
碩士論文
[1]計算流體力學兩相流流動的模擬及兩相流模型的研究[D]. 楊猛.天津大學 2005
本文編號：3242843
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