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关于三维三喷嘴的实验报告

发布日期:2018-11-17 04:56:42 作者:admin 点击:369

在三维三式分布器射流流化床上利用双流体模型结合颗粒动力学理论对旷地空闲率分布进行了模拟计算。模拟结果与实验结果吻合较好。在此基础上运用该模型猜测了不同喷嘴仰角对床内旷地空闲率分布的影响规律。猜测结果表明,喷嘴仰角改变将会影响床层旷地空闲率。

 

三维三喷嘴实验原理

实验采用PC.4颗粒浓度测定仪分别测定上述轴截面上的旷地空闲率分布。其原理是固体颗粒和气体。

 

三维三喷嘴测试方法

旷地空闲率是研究气固流化床中气固两相间质量、动量和热量传递最重要的参数之一。旷地空闲率在流化床床层中的分布存在着空间和时间的不平均性。因为丈量技术的限制,目前还缺乏颗大小标准上的微观丈量数据,对这些不平均结构产生与发展的具体机理仍须进一步探讨,但人们已经通过多种丈量手段研究了旷地空闲率在床内的分布及瞬态变化行为,从总体上熟悉了旷地空闲率分布的非平均特性和一些动态行为。

 

三维三喷嘴结构分布

流化床结构及网格划分为三维三分布器流化床的结构和网格划分。流化床直径为300mill,射流管直径50mill,三个喷嘴直径均为38mill,喷嘴仰角为10。为实验和模拟重点考察的截面,为轴截面的位置,该截面A与v—z平面的夹角为60。实验及模拟采用的固体颗粒性质,气体介质为常压下的空气。因为分布器是流化床中活动状态最复杂的部门,我们对该部门网格进行加密。整个流化床共划分为17084个网格。

 

三维三喷嘴模拟与实验方法

三维三喷嘴双流体模型在双流体模型中,将气体和颗粒都看作是布满整个流场的连续介质,流场中任一点都同时被两种组元所占据,统一时间、统一地点两种流体共存并按自己的规律运动,且同时具有相间互相穿透的连续性和相间相互作用的影响。在不考虑反应及传热的情况下双流体模型的基本方程。目前DEM方法主要针对大颗粒、小规模装置、短时间的计算,这主要是受计算机容量和速度的限制。双流体模型基于拟流体假设,将颗粒处理为流体相。颗粒动力学理论(KTGF)类比稠密气体的分子动力学理论建立颗粒相的运动方程,引入颗粒温度反映颗粒相速度脉动,引入径向分布函数反映颗粒碰撞的概率。这一理论结合双流体模型在气固活动的研究和模拟应用中得到了不断的发展。本文采用双流体模型并结合颗粒动力学理论对模型进行封锁。

三维三喷嘴为了公道地描述流化床内稠密的气固活动,人们提出了一些两相流模型,主要有属于欧拉方。

三维三喷嘴数学模型动能系统的规律获得了一些成功。但这些研究大多集中在二维单一结构的模拟及验证上,对三维多结构的研究则较少。本文利用计算流体力学方法,研究三维三喷嘴分布器流化床反应器内的流场特性并进行实验验证,进而猜测不同喷嘴结构对床内流场的影响规律。

 

近年来,喷嘴设计领域因为多相流理论的发展和成熟,应用计算流体力学方法研究以流化床为代表的气固两相流过程的设计与优化。但因为式分布器对流化床内活动状态的影响因素良多,其结构参数对炉内活动形态的研究比较少。20世纪7O年代以来,跟着计算技术的发展,基于数值计算的计算流体力学(CF1))方法在工程设计中得到了广泛的应用。这种方法是通过建立各种前提下的基本守恒方程(包括质量、动量以及能量等),结合一些初始和边界前提,加上数值计算理论和方法,从而可实现猜测真实过程流场的分布,以达到对具有加工简朴、不易被堵塞和磨蚀等长处,在流化床粉煤气化过程中能有效地解决分布板区的烧结题目。

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