气固流化床两相流动cfd模型地研究和实验验证

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringComparativeAnalysisofCFDModelsofGas-SolidFluidizedBedandExperimentalVerificationCandidate：WangQiMajor：EngineeringThermophysicsSupervisor：Prof.JinShipingHuazhong

2、UniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用

3、学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要计算流体力学（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

4、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（Dragfo

5、rcemodel）、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。

6、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。关键词：气固流化床CFD模型冷态实验CO2/O2I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTCFDtoolhasbeenwidelyusedintheresearchofgas-solidfluidizedbedbecauseofthelowercost.Manygas-solidCFDmodelshaveb

7、eenputforthbyacademicresearcherswhichwouldresultinmuchconfusion.Inordertochooseappropriateclosuremodelstoprovidethebasisforthefurthercombustionresearch,theinfluenceofadoptingdifferentclosuremodelsontheflowofgasandsolidphasehasbeenanalyzedandcomparedint

8、hispaper,andasetofcoldflowexperimentshavebeencarriedoninthe95KWgas-solidfluidizedbedtovalidthenumericalsimulationresults.Theexperimentalvaluewasusedtomakeacomparisonwiththesimulationresult.Thehydrodynamicofthegas-solidfluidizedbedwasstu