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环缝可调风帽型流化床CFD数值模拟与验证实验

作　者: 贾铌
导　师: 刘根凡
学　校: 华中科技大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 气固流化床反应器氧化铝风帽欧拉数值模拟实验
分类号: TQ051
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本研究应用计算流体动力学软件Fluent 6.3.26的欧拉双流体模型,对带有43个环缝型风帽的气固流化床反应器的流化状态进行了二维及三维数值模拟。其中固相为粒径87.4μm,真密度3550kg/m3的B型氧化铝颗粒,气相为常温25℃下空气,密度为1.185 kg/m3,动力粘度为1.835×10-5 Pa·S。在实施模拟之前,为了方便检验数值模拟方案的可行性,先对静止料层高30mm,流量30m3/h的流化床反应器进行了验证性实验。数值模拟的物理模型完全由该验证实验中的实验模型简化而来。在二维数值模拟中重点研究了4种曳力模型及两种湍流模型对数值模拟流化状态的影响,最终结果表明,修正后的syamlal-obrien曳力模型所模拟的流化状态和实际情况较为相符,模拟与实验两者的比较参数主要是颗粒相最大沸腾高度Hbm,实验粗略测得的高度约为140mm,模拟结果为100mm,误差在28.6%,而其余三种曳力模型的床层膨胀高度无法达到应有的水平,数值模拟效果欠佳。根据二维数值模拟初步建立较为精确的多相流模型,进一步模拟43个风帽的三维流化床反应器,在模拟结果欠佳的情况下,对混合型网格和边界层类型网格的7风帽三维模型分别进行了数值模拟,最终得出网格不同对模拟结果有较大影响的结论。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 流态化的起源  8
  1.2 流化床反应器简介  8-11
  1.3 流化床反应器国内外研究现状  11-16
  1.4 本课题研究方案设计  16-19
2 流化床反应器验证实验  19-30
  2.1 流化床反应器实验装置  19-20
  2.2 环缝可调风帽型布风板结构及特性  20-23
  2.3 环缝可调风帽流化床验证实验  23-30
3 流化床反应器数值数值模拟  30-67
  3.1 二维9 风帽流化床反应器数值模拟  30-55
  3.2 三维43 风帽流化床反应器数值模拟  55-60
  3.3 三维7 风帽流化床反应器数值模拟  60-67
4 结论与展望  67-70
  4.1 结论  67-68
  4.2 展望  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-74
附录1 空板压差实验数据表  74-75
附录2 空板流量-压降MATLAB 拟合程序  75-76
附录3 环缝风帽加料对比实验研究压降及密相高度记录表  76-77
附录4 加料实验流量-压力曲线MATLAB 程序  77-79
附录5 修正曳力模型UDF 程序（2D）  79-80

环缝可调风帽型流化床CFD数值模拟与验证实验

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