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流化床中气固两相相互作用行为的数值模拟

褚开维  
【摘要】:由于传统实验方法测试技术的局限性和所得数据的不完全性以及高昂的实验费用,到目前为止,人们对流化床内在运行机理的认识仍处于初级阶段。为了用数值模拟方法来弥补传统实验方法的不足,达到从单个颗粒的尺度上来研究流化床中颗粒的运动和气体流场的剧烈变化情况的目的,本论文建立了基于用Newton第二定律计算单个颗粒运动轨迹的离散颗粒法(DPM)和基于区域平均值的计算流体动力学方法(CFD)的数学模型的建立和求解过程;并依据Newton第三定律建立了DPM模型和CFD模型的耦合模型,编写和调试了DPM和CFD的耦合程序。文中给出了DPM、CFD和耦合程序的程序流程图以及耦合程序的数据传递过程示意图。 用所编程序对二维流化床初步的动态数值模拟研究,清晰地反映了二维流化床中颗粒运动轨迹和流场变化规律。所得到的气固两相相互作用过程的动态演示、床层压降随时间变化的曲线以及床层压降与入口气流速度的关系曲线均与实验结果相似。本程序为用数值方法进一步研究流化床中气固两相的传热传质过程或者其它气固两相的相互作用行为奠定了基础。


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