喷动床中气固两相流数值模拟

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1、西安建筑科技大学硕士论文喷动床中气固两相流数值模拟专业：材料学研究生：范金禾指导老师：徐德龙院士肖国先教授摘要本论文重点对大颗粒流态化水泥熟料煅烧装置喷动床中物料动力学特性进行数值模拟，旨在通过深入了解喷动床中大颗粒流态化现象，为具有自主知识产权的新型流态化水泥熟料煅烧装置的工业化提供理论指导。针对气固两相的流动特点，用离散颗粒法模拟颗粒相，用连续介质法模拟气相，气固相间耦合采用牛顿第三运动定律，建立气、固两相运动的物理和数学模型，自主开发出三维喷动床、流化床内气固两相流动的数值模拟程序，可用于预测床层内气体、颗粒的运动规律、压降及不同操作条件下的流化状态。数值模拟O．11xO．

2、012xO．9m三维大颗粒喷动床内气固两相运动规律，模拟结果显示：在入口气流速度22m／s时，喷动床内存在明显的喷射区(颗粒流动通道)及颗粒滞止区；喷射区位于床层中部，其宽度沿床高方向不断增大，最大宽度为喷动床宽度的1／5～1／4；颗粒滞止区在壁面附近，滞止区的高度和宽度分别为床宽的3／4和l／4；床内颗粒流型呈现不对称性，中心区的颗粒自下而上运动，近壁区颗粒自上而下运动，形成床内颗粒整体循环运动；床层压降随入口气流速度的增大而增大，当入口气流速度为30m／s(表观气速2．73m／s)时，压降达到最大值(4100Pa)，入口气流速度继续增大，压降稍有降低，但基本恒定：床体压降随颗

3、粒密度增大而增大。关键诩：数值模拟气固两相流喷动床西安建筑科技大学硕士论文ANumericalSimulationoftheGas_SolidTwo-PhaseFlowinaSpoutedBedSpecialty：MaterialScienceName：FanJinheInstructor：．XuDelongXiaoGuoxianABSI。RACrForthepurposeofprovidingatheoreticalguidancetoanewkindofclinkerfiringdeviceusedformanufactureofecologicalcement,anexpe

4、rimentprojecthasbeencarriedout．Thedeviceplannedisacertaintypeofreactorinwhichcoarsegranulesarespoutedinaftuidizafionstate．msthesispresentsmainresultsandcognitionsachievedintheprogram，concentratingonthenumericalsimulationdynamiccharacteristicsofcoal'segranulesspoutedbed．n地gas—solidflowinaspout

5、edbedismodeledbyacombinedapproachinwhichdiscreteparticlemethodandcomputationalfluiddynamicsareusedtocalculatethemovementsofthesolidsandgases,respectively．necouplingbetweengasphaseandsolidphaseWasachieveddirectlybyapplyingtheprincipleofNewton’Sthirdlawofmotion．Inthisway,amodelofmath-physicswas

6、established．Andthenanumericalsimulationprogramoftwo-phaseflowWasdevelopedapplyingtoathree—dimensional(3D)spoutedbedorfluidizedbed．Theprogramwasusedtopredictthegasesandparticlesmotion，pressuredropandfluidizedstatesatvarioasconditions．msimulationWasusedtopredicttheconditionsina3Dlaboratorydevic

7、eofspoutedbedofdimensions0．11X0．012x0．9m，withanozzlelocatedatthecentreofthebed-base．Fortheconditionofgasvelocityof22rn／s．simulationresultsindicatedthatthetwodistinctregiOIlSexisted，whichareanarrowconical-corespoutandastagnantannulus．nepositio