挡板鼓泡床内气泡特性的CFD模拟分析

发布时间：2022-01-20 01:44

　　采用计算流体力学（CFD）方法对挡板鼓泡床内气-固流动进行模拟计算,基于模拟结果建立了识别和分析气泡特性的方法,分析有、无挡板的鼓泡床中气泡运动特性的差异,揭示挡板对鼓泡床内气泡的作用机制。研究结果表明,挡板的存在可以强化气泡破碎作用,大气泡经过挡板时,破碎成多个小气泡。挡板只在一定区域内对气泡存在作用,如需在整个床层内调控气泡行为,需设置多层挡板。在挡板的作用区域内,气泡平均尺寸明显减小、气泡数量增多。在较低气速下,挡板对鼓泡床内气泡的影响较小;随着气速的提高,挡板对气泡的作用逐渐加强,气-固接触更加均匀。 

【文章来源】：石油学报(石油加工). 2020,36(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

不同气速(ug)下挡板鼓泡床内固含率和气泡分布图

由图7(b)可以看出,在挡板床下部,气泡上升速率沿着床层高度增加,在接近挡板处,气泡速率急剧减小,使得气体在挡板下方聚集形成“气垫”区域,离开挡板一定距离后,气泡速率沿着床层高度又继续增加,到达一定高度之后气泡速率维持在一个范围内。与之对比,在无挡板的自由鼓泡床内,沿着床层高度方向气泡速率先逐渐增加,到达一定高度后气泡速率就维持在一个范围内。由图7还可以发现,挡板对气泡尺寸和上升速率的影响被限定在一定范围内,说明挡板只在有限区域内起作用(本研究中,该区域为挡板以下0.2 m,挡板以上 0.4 m 的区域),如果需要在整个床层内控制气泡行为,应设置多层挡板。4.3 操作气速对气泡的影响

在挡板鼓泡床的模拟计算中,计算时间步长为0.001 s,气体流经整个床层所需要的时间约为7 s,为了得到更稳定的床层,共模拟流动时间为40 s,在后续分析床层及气泡特性时,选取20～40 s之间的数据进行分析。3 气泡分析方法

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]内构件鼓泡流化床中流动结构及其计算机模拟研究[D]. 杨帅.中国科学院研究生院(过程工程研究所) 2016



本文编号：3597946