气固流化床两相流动的CFD模型研究和实验验证

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计算流体力学(CFD)方法以其成本低、使用方便等优点广泛应用用气固流化床的流动研究中。由于气固流化床的两相流流动研究中可以使用的CFD模型较多,为了选择适合该气固流化床的CFD模型以期对后续的传热、燃烧研究提供依据,本文在同一气固流化床模型中使用不同的CFD模型进行单一变量的研究,并分析了各个模型对两相流流动的影响;为了验证数值模拟结果的准确性,也在95KW气固流化床实验台架上进行了一系列的冷态实验,获得的实验数据用来与不同模型下得到的气固两相流动特性进行比较。
　　本文通过使用欧拉-欧拉方法对气固流化床内的两相流动情况进行模拟,使用的软件为Fluent6.3。用来比较的CFD封闭模型包括曳力模型(Dragforcemodel)、碰撞恢复系数(Restitutioncoefficient)、湍流模型(Turbulencemodel)、固体粘度模型(Granularviscositymodel)和径向分布函数模型(Radialdistributionfunction)。比较分析的结果表明在各个封闭模型中,不同的径向分布函数模型对计算结果影响最小。
　　由于该气固流化床承担着将富氧燃烧技术应用于流化床中的科研任务,因此在完成对不同封闭模型的分析之后,本文分析了不同初始床高和CO2/O2混合比例对气固两相流动的影响。CO2/O2混合气体的密度和动力粘度改变对两相流动的影响较为明显。
　　封闭模型和运行参数的不同对气固流化床流动的影响主要是从以下几个方面进行比较:无量纲分析、床层压降、膨胀高度、空隙率以及颗粒速度等。

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作者
汪琦;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科工程热物理
授予学位硕士
导师姓名靳世平;
年度 2012
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 O359.1;
关键词
气固流化床; CFD模型; 冷态实验; 两相流动;

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