本文關(guān)鍵詞：液固外循環(huán)流化床換熱器顆粒循環(huán)流動(dòng)特性的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：流化床技術(shù)已經(jīng)在化工、機(jī)械、原子能源等方面都有較多應(yīng)用,液固兩相流的流動(dòng)狀態(tài)尤為復(fù)雜,為了更深入了解液固外循環(huán)流化床中的顆粒循環(huán)流動(dòng)的特性,在已有實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,采取數(shù)值模擬的方法,應(yīng)用軟件STAR CCM+,進(jìn)一步觀察顆粒流動(dòng)特性,對影響顆粒流動(dòng)的關(guān)鍵部件—噴嘴的安裝位置及口徑比模擬,并且用文丘里管結(jié)構(gòu)替代噴嘴處結(jié)構(gòu),使其更利于顆粒循環(huán)裝置處顆粒的循環(huán)流動(dòng),利用數(shù)值模擬的方法,對管內(nèi)顆粒的流動(dòng)狀態(tài)更加容易觀察,如壓力、速度、湍動(dòng)能、渦量、顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡,經(jīng)過對噴嘴及文丘流管結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn),噴嘴的安裝位置決定噴嘴出口上下渦旋的關(guān)系位置,噴嘴的口徑比決定噴嘴出口處的負(fù)壓大小,從而影響渦旋的大小。噴嘴對三通管處顆粒的循環(huán)效果,主要是受負(fù)壓與渦旋卷吸位置的影響,噴嘴出口處負(fù)壓越大,噴嘴本身造成壓降越小,阻力越小,效果會越好。文丘里管與噴嘴結(jié)構(gòu)在同一操作工況參數(shù)下進(jìn)行模擬,文丘里管結(jié)構(gòu)的性能比噴嘴結(jié)構(gòu)要更利于顆粒循環(huán)。結(jié)果表明:噴嘴的不同安裝位置與口徑比都對兩相流的壓力、速度、湍動(dòng)能、渦量造成一定的影響,當(dāng)噴嘴安裝位置L=0mm時(shí),噴嘴出口出負(fù)壓較低,渦量卷吸影響位置適宜,噴嘴口徑比為0.375時(shí),噴嘴出口速度及湍動(dòng)能的變化規(guī)律,能很好的給顆粒提供動(dòng)能,使顆粒能夠正常循環(huán)。在用文丘里管結(jié)構(gòu)替代噴嘴結(jié)構(gòu)以后,發(fā)現(xiàn)在文丘里喉管處造成的負(fù)壓增大大了一倍,而且總體壓降變小,阻力變小,當(dāng)文丘里管收縮段長度為150mm時(shí),文丘里管前后壓降較低,喉管處負(fù)壓較低,阻力較小,喉管長徑比為4的時(shí)候,喉管處負(fù)壓較低,壓降變化較為平穩(wěn),流體波動(dòng)小,消耗能耗少,且在水平管段形成的渦旋,影響距離較遠(yuǎn),可以有效的阻止顆粒因受重力作用而過早沉淀。
【關(guān)鍵詞】：液固外循環(huán)流化床 噴嘴 文丘里 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ051.13
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 循環(huán)流化床技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2 液固外循環(huán)流化床換熱器結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 內(nèi)循環(huán)流化床換熱器11
• 1.2.2 外循環(huán)流化床換熱器11-13
• 1.2.3 加入輔助流體的外循環(huán)流化床換熱器13
• 1.2.4 外循環(huán)流化床換熱器的優(yōu)點(diǎn)13-14
• 1.3 射流技術(shù)14-16
• 1.4 外循環(huán)流化床換熱器中顆粒循環(huán)裝置16-18
• 1.4.1 噴嘴結(jié)構(gòu)的研究16-17
• 1.4.2 文丘里管結(jié)構(gòu)的研究17-18
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）簡介和STAR CCM+軟件介紹19-27
• 2.1 CFD介紹19-21
• 2.2 數(shù)值模擬中常見的數(shù)學(xué)模型21-25
• 2.2.1 離散化方法21
• 2.2.2 定常與非定常流動(dòng)21
• 2.2.3 層流與湍流21
• 2.2.4 湍流模型21-23
• 2.2.5 本文選用的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.2.5.1 湍流模型24
• 2.2.5.2 顆粒lagrange的受力模型24-25
• 2.3 STAR CCM+軟件介紹25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 液固外循環(huán)流化床流動(dòng)特性的數(shù)值模擬27-43
• 3.1 幾何區(qū)域建模27-31
• 3.1.1 幾何模型27-30
• 3.1.2 邊界條件30-31
• 3.2 下降段工作狀況與全流場模擬31
• 3.3 噴嘴安裝位置對流場的影響31-36
• 3.3.1 噴嘴安裝位置對壓降的影響31-33
• 3.3.2 噴嘴安裝位置對速度的影響33-34
• 3.3.3 噴嘴安裝位置對湍動(dòng)能的影響34-35
• 3.3.4 噴嘴安裝位置對渦量的影響35-36
• 3.4 噴嘴口徑比對流場的影響36-39
• 3.4.1 噴嘴口徑比對壓降的影響36-37
• 3.4.2 噴嘴口徑比對速度的影響37
• 3.4.3 噴嘴口徑比對湍動(dòng)能的影響37-38
• 3.4.4 噴嘴口徑比對渦量的影響38-39
• 3.5 顆粒對噴嘴出口區(qū)域流場的影響39-40
• 3.6 噴嘴與文丘里管兩種結(jié)構(gòu)型式的性能比較40-41
• 3.7 本章總結(jié)41-43
• 第四章 文丘里顆粒循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模擬43-53
• 4.1 幾何區(qū)域建模43-45
• 4.1.1 幾何模型43-44
• 4.1.2 邊界條件44-45
• 4.2 收縮段長度對流場的影響45-48
• 4.2.1 收縮段長度對壓降的影響45-46
• 4.2.2 收縮段長度對速度的影響46
• 4.2.3 收縮段長度對湍動(dòng)能的影響46-47
• 4.2.4 收縮段長度對渦量的影響47-48
• 4.3 喉管長徑比對流場的影響48-51
• 4.3.1 喉管長徑比對壓降的影響48-49
• 4.3.2 喉管長徑比對速度的影響49-50
• 4.3.3 喉管長徑比對湍動(dòng)能的影響50
• 4.3.4 喉管長徑比對渦量的影響50-51
• 4.5 對文丘里喉管處及擴(kuò)散段流場的影響51-52
• 4.6 本章結(jié)論52-53
• 第五章 結(jié)論與展望53-55
• 5.1 結(jié)論53
• 5.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 致謝59-61
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果61

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  本文關(guān)鍵詞：液固外循環(huán)流化床換熱器顆粒循環(huán)流動(dòng)特性的數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：291298