鼓泡和湍动流化床两相流体力学新模型研究

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1、⑧论文作者签名：高查指导教师签名：—垄孚L论文评阅人1：隐名证宣评阅人2：隆名迁宣-i,平N)k3：隐名证宣评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示黼。l㈣嬲学位论文作者签名：南本签字日期：历J弓

2、年弓月侈日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解迸婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：禹希签字日期：刀I；年弓月J弓日导师签名：．枥f签字日期：扣->年乡月f夕日浙江大学硕士论文致谢本论文由中科院大连化物所甲醇制烯烃国家工程实验室提供资助，特别致谢!本文是在李希教授的悉心指导下完成的。李老师严谨的治学态度、渊博的学

3、识、精益求精的科研作风、兢兢业业的工作态度给我留下了深刻的印象和深远的影响，使我深受启迪，谨此向李老师表示最衷心的感谢!研究生期间，感谢王丽军副研究员、成有为副教授及罗正鸿研究员给予了我许多生活上的关心、精神上的鼓励和学业上的细心指导，他们是我研究生阶段非常宝贵的财富。毕业论文完成过程中，吴诚博士提供了部分实验数据用于模型验证，与师兄合作的三年中，师兄勤奋的学习态度和严谨的科研作风让我非常佩服；张煜博士、樊晶晶博士、李兆奇博士、应磊博士、孔庆然博士也给予了我很多技术支持和热情帮助。此外还要感谢实验室的管小平博士、宋明焱硕士、方宇硕士的支持和帮助，感谢

4、实验室的师弟师妹们，温馨和谐的实验室环境是我完成论文的坚实保证。在此再次郑重地说一声：谢谢，祝你们在未来的学习工作中再创佳绩!最后特别感谢我的父母和家人，感谢他们一直在精神和生活上给予我最无私的理解、关心和支持。养育之恩无以为报，唯有用自己的努力和微薄的成果聊表感激之情!转瞬间，研究生三年，就要走近尾声。感谢三年来身边亲近的朋友，你们给了我无数的动力与快乐，关心与理解，与我一起进步，一起成长。愿我们在今后的日子里都能够拼搏进取，赢得一个光明灿烂的未来!高希2013年1月于玉泉浙江大学硕士论文摘要流化床反应器的大型化与高效化是当前发展的趋势，流体力学是

5、反应器设计与放大的基础。本文采用冷模实验测量与计算流体力学模拟相结合的方法系统地考察了鼓泡及湍动流化床内流体力学规律，建立了适合不同流型的流体力学模型，用于反应器的模拟及放大。论文主要内容包括以下几个方面：1．鼓泡和湍动流化床流体力学的实验研究：采用PV6D光纤探头针对两种不同直径(0100mm、9200mm)的流化床冷模实验装置，测定了不同表观气速条件下的轴向和径向固含率的分布，并考察了表观气速和静床高对上述分布的影响。2．鼓泡流化床流体力学新模型的建立：基于气固鼓泡流化床与气液鼓泡塔两种装置在流型和流动机理方面的相似性，采用类比研究的方法，将气固

6、鼓泡流化床模型类似于鼓泡塔的两相模型，克服了现有流化床模型的局限性。研究内容以确立完整的气泡一乳化相作用力本构关系为核心，展开相关的实验及模拟。着重描述基于气泡的相间作用力，研究气泡相和乳化相的流体力学参数，深入分析流化床内固含率径向不均匀分布的机制。模拟结果同实验数据进行了比较，表明新模型能够较好的模拟GeldartA和B类粒子的流化状态。新模型能够在粗网格上模拟，适用于工业大型装置的模拟。3．湍动流化床流体力学模型的建立：基于湍动流化床相含量分布规律，提出了连续相转换的两相流体力学模型，用于描述湍动流化床内底部密相鼓泡区和顶部稀相分散区的共存结构

7、的特征。在密相鼓泡区，通过气泡受力平衡来确定固含率在床层径向上的分布；在稀相分散区，通过团聚体的受力平衡来确定固含率在床层径向上的分布。同时提出了连续相转换的判据，并研究其对模型计算的敏感性。本文区别于文献研究的一个特点，是高度强调横向力的作用，按照横向力平衡来确定气泡或团聚体在径向上的运动，从而确定固含率在床层径向上的分布。这种径向的不均匀分布又是驱动两相流动的动量源，因此横向力本构关系在本模型中占有重要地位。关键词：流态化；气泡；团聚体；湍流；流体力学；放大浙江大学硕士论文AbstractTheenlargementandenhancemento

8、ffluidizedbedreactorrepresentsthetendencyofcurrenttech