流态化技术已经在化工、能源以及冶金等工业领域得到了非常广泛的应用,但由于流化床内部各种规律的复杂性,人们对其工作机理的认识还远不能令人满意。有鉴于此,本文利用DEM(Discrete element method)对流化床内的气固两相流动、传热和燃烧过程进行了模拟。
在本文两相流动模型中,离散颗粒相采用DEM方法在颗粒层次上直接跟踪模拟,该方法能够方便的处理稠密两相流中颗粒间的碰撞作用,气体连续相则采用局部平均的N-S方程进行描述。气体对颗粒的曳力采用De Fice提出的经验准则式计算,在气相离散网格内离散颗粒对气体反作用力根据PSIC方法确定。
本文对密相流化床内流化过程的模拟较好地复现了气泡在流化床内的形成、分离、移动、长大及破裂的周期性变化以及相邻气泡间的合并和变形过程。模拟结果也表明,随气体射流数目的增加,床层的流化质量得到明显改善。对流化床内取样点模拟压力信号的频谱分析发现,流化速度越高,通过床层的气泡频率越大。
将DEM方法与颗粒碰撞传热模型结合,在颗粒层次上对密相流化床内的传热过程进行了较为...
【英文摘要】
: Though fluidized bed technology has been widely used in chemical engineering, energy source and other industrial fields, people's understanding of fluidization mechanism is far from satisfied because of its complex nature. For this reason, hydrodynamics, heat transfer and combustion in fluidized bed are numerically simulated by means of DEM (Discrete element method).
In our model of hydrodynamics, discrete solid particle phase is directly simulated at the level of particle using DEM method, whi...