二维及三维矩形喷动床中大颗粒流场特性数值研究

发布时间：2020-12-05 10:06

　　喷动床最早出现于上世纪50年代中期,起初主要作为干燥设备用于对小麦、稻谷等农作物的烘干处理,由于其内部颗粒有规律的循环搅动,使得喷动床技术各种新的应用被研究者们不断发掘出来,现已普遍应用在农业生产、金属冶炼、化工生产、食品加工、制药研制等诸多领域。在对喷动床气固两相流进行探究时,传统上以理论分析和试验方法为主,随着所考虑影响因素的增加,使得实验成本加重,再者由于现阶段测量手段的制约,导致探究设备内部流动结构、流变规律变得非常困难。近年来,随着计算机技术的飞速发展和数学数值算法的逐渐完善,使得以计算流体力学为基本原理的数值计算逐渐发展为探索喷动床内流动的重要手段之一。本文采用欧拉-欧拉双流体模型与颗粒动理学理论相结合进行数值计算研究,分别分析了不同填充高度和不同维度下矩形喷动床中大颗粒流场的流动规律。为节约计算资源,模拟中不同维度喷动床的几何模型均采用轴（轴面）对称的形式划分网格。主要研究内容和结论如下:第一部分:针对Zhang等^[20]的矩形喷动床选用五种不同的曳力模型和四种不同的径向分布函数模型分别进行数值计算,从而得到不同模型下的颗粒体积分数分布云图、颗粒轴向... 

【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

喷动床内部流场的喷动结构示意图

图 2-1 CFD 软件包之间的关联图1 气固两相流基本方程双相流模型中将气固两相均当做连续相进行处理，因此固体颗粒相可以采用跟气同的基本控制方程形式，此时固体颗粒相便具有流体的一些性质，如固相粘度和固力。.1 质量守恒方程质量守恒是研究流体问题首要达成的前提条件，其方程的推导可采用 Euler 观点针对微元控制体根据质量守恒定律导出相应的方程，即气固两相质量守恒方程为气相g gt g g gt （2固相 t t （且满足gt （式中，αg、α 分别为气、固两相的体积分数，gg

西北大学硕士学位论文2.3 几何建模和网格划分2.3.1 几何建模本小节主要介绍了二维和三维矩形喷动床几何模型的创建以及网格划分，其中对三维喷动床几何模型的创建以 Zhang 等[20]实验中所用设备尺寸为参考，当床体厚度取 0 值时为二维喷动床。在这两个不同维度上喷动床的气体入口都位于锥体底部中心位置处，窄缝入口宽度均为 30mm，见表 2-1 和图 2-2 所示：

【参考文献】：
期刊论文
[1]不同曳力模型及颗粒碰撞恢复系数对短接触旋流反应器内气固流场的影响[J]. 王振波,张玉春,徐春明.  化工学报. 2014(06)
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[3]气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究[J]. 黄卫星,诸海碧,黎梅,李海龙,祝京旭.  四川大学学报(工程科学版). 2008(02)
[4]液—液旋流分离管中强旋湍流的RNGk-ε数值模拟[J]. 陆耀军,周力行,沈熊.  水动力学研究与进展(A辑). 1999(03)
[5]喷动床发展与现状[J]. 祝京旭,洪江.  化学反应工程与工艺. 1997(02)

硕士论文
[1]核燃料包覆喷动床气固流动特性模拟研究[D]. 麦锡源.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015



本文编号：2899283