基于亚格子尺度模型的液固流化床流动特性的数值模拟研究
[Abstract]:Liquid-solid two-phase flow is an important research direction in multi-phase flow. Liquid-solid fluidized bed has the advantages of good mixing, heat transfer and mass transfer. However, due to the lack of theoretical research and the nonlinearity and non-uniformity of particle fluid in fluidized bed, the nature and mechanism of two-phase flow in liquid-solid fluidized bed need to be discussed in depth. In this paper, a two-dimensional flow model of liquid-solid riser and liquid-solid spouted bed is established by using numerical simulation method and considering wall effect by adding wall correction coefficient to sub-lattice scale two-fluid model and combining two-fluid model and particle dynamics. The flow characteristics of particles under different working conditions are studied, and the distribution of particle concentration and particle axial velocity are analyzed, and the flow law of particles in the bed is obtained. The numerical simulation results show that the sublattice model with wall modification is adaptive and can accurately reflect the microscopic flow behavior in coarse mesh calculation. In the development section of the riser, the particle distribution is ring-core structure and the side wall appears obvious backmixing phenomenon. Compared with the EMMS model, the modified sub-lattice model is closer to the experimental results. The sublattice model is verified reasonably by intention. The flow behavior in liquid-solid spouted bed is simulated numerically, and the flow states in the spray zone, annulus region and fountain region are obtained. The results show that with the increase of the inlet velocity of the liquid phase, the viscosity of the liquid phase increases, the expansion height of the bed increases gradually, the particle concentration decreases, and the axial velocity of the particle and liquid phase increases. The conical angle of the inverted cone of spouted bed mainly affects the annular gap in the bed. With the decrease of the cone angle, the particles flowing from the annulus to the jet zone gradually gather, the particle concentration decreases and the particle velocity decreases. By comparing sub-lattice model with other drag models, the characteristics of low particle concentration in spouted bed jet region, high particle concentration in annular zone and circulating movement of solid particles in annular and jet zone can be clearly captured. In the jet region, the particle concentration simulated by the sub-lattice model in the annular gap region is larger than that in the fountain region, and the particle concentration in the fountain region is gradually decreasing from the side wall to the center, in order to confirm the applicability of the model in the liquid-solid spouted bed.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ051.13
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,本文编号:2405020
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