流态化脱硫反应过程的湍流气固两相相互作用的研究
发布时间：2021-06-22 12:32
为了揭示流态化气固两相流以及在此基础上发生的中温烟气脱硫反应过程的规律,实现性能预测和过程优化,本文首先分别从脉动流和平均流两个层面研究了气固两相的湍流相互作用。气固两相在脉动流层面的相互作用,称为“湍流变动”。采用PDA方法测量了垂直突扩圆管内下行稀疏气固两相流场和湍流特性。提出研究湍流变动时,应首先解决流场比较的基准问题——消除流场拉伸效应和入口效应。研究证实了小颗粒削弱湍流的特性;在未充分发展的突扩流动中,湍流变动会不断累积;流场的强剪切可强化湍流变动。提出将气相脉动速度与平均流速度梯度之间的线性关系作为一个重要判据,用于判定流动的强剪切性,以及在强剪切流中是否发生了湍流变动。针对气固两相在平均流层面的相互作用,研究了非均匀流态化稠密气固两相流动的曳力问题。运用流态化多尺度最小能量原理（EMMS）,与欧拉框架下的计算流体力学（CFD）相结合,发展出了不含经验系数的QL-EMMS非均匀曳力模型。通过与曳力实验数据和循环流化床实验数据的双重对比,证明了该曳力模型的准确性和普遍适用性。又结合O-S模型的合理内核发展了更加符合物理真实的QL-EMMSn模型,但仍需进一步数值检验。为实现中...
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
湍流气固两相流动系统及其相互作用示意图
ds/ le 1.4 颗粒对流体相湍流强度影响[14, 32].4 只归纳了管道流动中在射流的中心线处的位置基本适用，只不过在中心线上，ds/确数变成了 ds/le=0.3，并且只有 72％的数为近壁处的强剪切导致的湍流各项异性，因一 le值作为判据很容易出现偏差。事实上，归结到颗粒粒径上，反而忽略了其他条件显然有失偏颇，自然不会比判据 1 更好。个判据在管流和槽道流等充分发展流场中则矛盾重重，许多文献的报道都如此。例00 μm 的大颗粒在流场下游居然会削弱湍怪异：它在射流上游削弱湍流，却在下游5、250 和 780 μm 的颗粒又反过来，在射流突扩气固两相流实验中发现，湍流变动的方
而 170 μm的小颗粒的作用更加怪异：它在射流上游削弱湍流，却在下游增强之[39]，如图1.5 所示；又如，ds=75、250 和 780 μm 的颗粒又反过来，在射流上游增强湍流[23,40, 41]；还有，在圆管突扩气固两相流实验中发现，湍流变动的方向因流场位置而异，但颗粒粒径只有 150 μm。文献还认为，“强剪切的分离流动比剪切较弱的管道内充分发展流动更有利于加大颗粒增强湍流的趋势”[42]。在本文作者看来，这个结论的证据还十分有限，不具有普遍适用性。第04期 李飞：流态化脱硫反应过程的湍流气固两相相互作用的研究 B027-54-15
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水条件下多组分污染气体的FTIR同时在线测量[J]. 李天津,禚玉群,陈昌和,徐旭常. 清华大学学报（自然科学版）网络.预览. 2008(11)
[2]钢铁厂烧结烟气脱硫技术的研究进展[J]. 彭园园,宋健斐,魏耀东,时铭显,朱廷钰. 冶金能源. 2008(03)
[3]两相湍射流喷口附近湍流度影响因素研究[J]. 燕小芬,王希麟. 工程热物理学报. 2008(01)
[4]不同材料颗粒对两相湍射流场的调制规律[J]. 燕小芬,王希麟. 清华大学学报(自然科学版). 2007(08)
[5]颗粒对小突片喷口湍射流调制的研究[J]. 燕小芬,王兵,王希麟. 推进技术. 2007(03)
[6]Large Eddy Simulation of Particle Wake Effect and RANS Simulation of Turbulence Modulation in Gas-Particle Flows[J]. 曾卓雄,周力行,祁海鹰. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(01)
[7]论不平等程度度量的统计方法[J]. 解烜,莫旋. 邢台职业技术学院学报. 2006(01)
[8]循环流化床中的颗粒团形成、结构及其运动[J]. 王勤辉,高琼,石惠娴,吴学成,骆仲泱,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2006(01)
[9]突扩两相流动中颗粒相对气体湍流的影响[J]. 于勇,周力行. 清华大学学报(自然科学版). 2005(02)
[10]用于中温烟气脱硫的新型钙基脱硫剂[J]. 侯波,祁海鹰,由长福,张奇. 工程热物理学报. 2004(01)
博士论文
[1]气固两相自由剪切流动的直接数值模拟和实验研究[D]. 罗坤.浙江大学 2005
[2]两相流动气体湍流变动模型和稠密两相湍流模型的研究[D]. 于勇.清华大学 2004
硕士论文
[1]计算流体力学两相流流动的模拟及两相流模型的研究[D]. 杨猛.天津大学 2005
本文编号：3242843
【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：167 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
湍流气固两相流动系统及其相互作用示意图
ds/ le 1.4 颗粒对流体相湍流强度影响[14, 32].4 只归纳了管道流动中在射流的中心线处的位置基本适用，只不过在中心线上，ds/确数变成了 ds/le=0.3，并且只有 72％的数为近壁处的强剪切导致的湍流各项异性，因一 le值作为判据很容易出现偏差。事实上，归结到颗粒粒径上，反而忽略了其他条件显然有失偏颇，自然不会比判据 1 更好。个判据在管流和槽道流等充分发展流场中则矛盾重重，许多文献的报道都如此。例00 μm 的大颗粒在流场下游居然会削弱湍怪异：它在射流上游削弱湍流，却在下游5、250 和 780 μm 的颗粒又反过来，在射流突扩气固两相流实验中发现，湍流变动的方
而 170 μm的小颗粒的作用更加怪异：它在射流上游削弱湍流，却在下游增强之[39]，如图1.5 所示；又如，ds=75、250 和 780 μm 的颗粒又反过来，在射流上游增强湍流[23,40, 41]；还有，在圆管突扩气固两相流实验中发现，湍流变动的方向因流场位置而异，但颗粒粒径只有 150 μm。文献还认为，“强剪切的分离流动比剪切较弱的管道内充分发展流动更有利于加大颗粒增强湍流的趋势”[42]。在本文作者看来，这个结论的证据还十分有限，不具有普遍适用性。第04期 李飞：流态化脱硫反应过程的湍流气固两相相互作用的研究 B027-54-15
【参考文献】：
期刊论文
[1]含水条件下多组分污染气体的FTIR同时在线测量[J]. 李天津,禚玉群,陈昌和,徐旭常. 清华大学学报（自然科学版）网络.预览. 2008(11)
[2]钢铁厂烧结烟气脱硫技术的研究进展[J]. 彭园园,宋健斐,魏耀东,时铭显,朱廷钰. 冶金能源. 2008(03)
[3]两相湍射流喷口附近湍流度影响因素研究[J]. 燕小芬,王希麟. 工程热物理学报. 2008(01)
[4]不同材料颗粒对两相湍射流场的调制规律[J]. 燕小芬,王希麟. 清华大学学报(自然科学版). 2007(08)
[5]颗粒对小突片喷口湍射流调制的研究[J]. 燕小芬,王兵,王希麟. 推进技术. 2007(03)
[6]Large Eddy Simulation of Particle Wake Effect and RANS Simulation of Turbulence Modulation in Gas-Particle Flows[J]. 曾卓雄,周力行,祁海鹰. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(01)
[7]论不平等程度度量的统计方法[J]. 解烜,莫旋. 邢台职业技术学院学报. 2006(01)
[8]循环流化床中的颗粒团形成、结构及其运动[J]. 王勤辉,高琼,石惠娴,吴学成,骆仲泱,岑可法. 浙江大学学报(工学版). 2006(01)
[9]突扩两相流动中颗粒相对气体湍流的影响[J]. 于勇,周力行. 清华大学学报(自然科学版). 2005(02)
[10]用于中温烟气脱硫的新型钙基脱硫剂[J]. 侯波,祁海鹰,由长福,张奇. 工程热物理学报. 2004(01)
博士论文
[1]气固两相自由剪切流动的直接数值模拟和实验研究[D]. 罗坤.浙江大学 2005
[2]两相流动气体湍流变动模型和稠密两相湍流模型的研究[D]. 于勇.清华大学 2004
硕士论文
[1]计算流体力学两相流流动的模拟及两相流模型的研究[D]. 杨猛.天津大学 2005
本文编号：3242843
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3242843.html
