布风装置对流化床流动特性的影响.pdf

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1、上海理工大学学报第32卷第3期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．32No．32010文章编号：1007—6735{2010)03—0268—05布风装置对流化床流动特性的影响张丹，郭雪岩(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：以欧拉双流体模型和颗粒动力学方法为基础，采用基于压力的PC—SIMPLE算法，标准一￡的分散湍流模型，数值模拟了在3种不同气体布风装置下流化床内气固两相流动，获得了其床内颗粒体积分率和速度的分布规律．相对于单层多孔板流化床，管式和凹形多孔板流化床达到稳定流化状态的时间较短．在相同的床高

2、和径向位置处，管式和凹形多孔板流化床内颗粒体积分率随时间的变化较强烈．不同布风装置的流化床总体上在床内形成了中心区域体积分率较小，向上运动；近壁面区域体积分率较大，向下运动的“环核”结构．关键词：流化床；欧拉双流体模型；数值模拟中图分类号：TQ051．13文献标志码：AInfluencesofgasdistributors011flowcharacteristicsinfluidizedbedsZHANGDan，GUOXue-yan(SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，

3、Shanghai200093，China)Abstract：BasedontheEulerian．Euleriantwo—fluidsflowmodelandthegranulekinetics，numeri—calsimulationwasconductedtoinvestigatethecharacteristicsofgas．-solidtwo·-phaseflowinfluid-·izedbedswiththreedifferentgasdistributors，usingthestandardk一￡dispersedturbulencemodelandthePC—SIM口[)L

4、Ealgorithm．Theinstantaneoussolidvolumefractionandgranulevelocitywereobtained．Fluidizedbedswithgasdistributorsoftube—typeorconcaveperforatedplate—typehaveshorterfluidizationinitializationtimethantheonewithmonolayerperforatedplategasdistributor．Atthesamebedheightandradicalposition，thesolidvolumefra

5、ctionofthefluidizedbedswithtube—typeorconcaveperforatedplate—typedistributorsoscillateswithhigherfrequency．Ingeneral，thethreetypesoffluidizedbedsarecharacterizedbyaflowpatternthatparticlesmainlyflowup—wardwithalowconcentrationinthecentraIregionofthebedsbutflowdownwardwithrelativelyhighconcentrati

6、onnearthewal1．Keywords：fluidizedbed；Enderian．Euleriantwo-fluidsmodel；numericalsimulation流化床在化工、能源工业中的应用十分广泛．流化床内气体的分布、颗粒运动、流化特性等有着重气体分布板是流化床中至关重要的构件，其结构对要的影响．直流式单层多孔板分布板结构简单易于收稿日期：2008—08—22基金项目：上海市浦江人才计划资助项目(07pj14072)；上海市重点学科建设资助项目(J50501)作者简介：张丹(1983一)，女，硕士研究生．E-mail：zhangdan_021@126．com第3期张丹，

7、等：布风装置对流化床流动特性的影响269制造和设计，但是由于气流方向正对着床层，易于使每一种组元都用流体力学方式将其连续介质化，两床层形成沟流，小孔堵塞．凹形多孔板能承受固体颗种组元的相互作用属于微团中的内部作用[6]．粒的重荷和热应力，有助于阻止沟流动产生．管式布本文采用SIMPLE算法在多相流中扩展的PC—风装置具有结构简单、易排渣和冷渣、防止炉内结焦SIMPLE(PhaseCoupledSIMPLE)算法，来耦合速度等优点[2