倒置液固喷动床流动特性的数值模拟研究
Numerical Simulation of Flow Behavior of Particles in An Liquid-solid Inverse Spouted Bed
由于液固喷动床具有传热,传质性能好,混合均匀,结构简单等优点,被广泛应用于石油污水和工业废水处理等领域.随着科技的不断进步,流态化技术越来越先进,本文应用一种新型的倒置液固喷动床对颗粒密度小于液体密度的反流态化系统进行模拟研究,为倒置床在污水处理领域的应用提供理论依据.本文对三维倒置喷动床内液固相流动特性进行数值模拟,基于欧拉-欧拉双流体模型结合颗粒动理学研究液固两相流动,采用k-?湍流模型对液相流动进行求解,应用Gidaspow曳力模型模拟液固相相间作用力.入口表观液速分别为0.35m/s,0.18m/s和0.09m/s,液体粘度分别为0.001 Pa·s,0.00432 Pa·s和0.00786 Pa·s,颗粒直径分别为1.41mm和2mm时,床内两相流流动行为的变化情况,同时对入口扩张锥角分别为90°和60°的倒置液固喷动床内颗粒的流动特性进行对比分析.研究结果表明:颗粒在倒置喷动床入口液体的冲击下,在中心附近向下运动,到达床层附近后向两侧边壁运动,到达边壁后再向上运动.倒置喷动床的入口锥角越小,颗粒的运移速度越大,床层厚度越大.液相粘度越大,床层厚度越大,颗粒速度越小.随着入口表观液速的增大,颗粒相和液相的轴向速度都随之增大.颗粒温度随着颗粒体积分数的增加先增大后减小,且入口液速越大,液相粘度越小,颗粒温度越大.
- 作者：
- 赵悦棋
- 学位授予单位：
- 东北石油大学
- 专业名称：
- 油气储运工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 王淑彦
- 中图分类号：
- X703
- 关键词：
- 倒置喷动床；液固两相流；数值模拟；双流体模型
- inverse spouted bed; liquid-solid flow; numerical simulation; two-fluid model;