气固流化床内颗粒流体两相流 CFD 模拟 摘 要气固流化床因其优秀的操作性和泛用性，在工业方面上有着诸多的应用，既可以实现气固相之间的物理过程如传热、传质、运输、吸附等，也可以作为反应器，通过流态化技术加速化学反应如燃烧、合成、裂解、气化等。而多相流动作为气固流化床的核心机理，是发展和改良气固流化床，取得更多经济效益的关键点。但由于多相流组分间复杂的运动与相互作用，无法通过纯粹的理论知识来求解实际问题。随着计算机技术和硬件的发展，借助计算机研究气固两相流的流动问题已有良好的结果，甚至可能为工业放大流化床提供依据和条件。本文通过建立气固流化床 CFD 模型，在同一模型的条件下，控制单一变量，对气固流化床系统进行敏感性分析。Fluent 软件是世界上功能最全面，使用最广泛的 CFD 软件之一，其可根据计算结果调整网格精度，且网格生成程序相当有效，因此选用 Fluent 作为本次实验的计算软件，ICEM-CFD 作为网格划分软件。本文采取欧拉-欧拉双流体模型，着重研究颗粒碰撞恢复系数，湍流模型，相间曳力模型，入口气速，初始床高，气相种类，固相粒径，固相密度八个运行参数或封闭模型。通过对床层压降云图，固含率云图等数据比较，颗粒碰撞系数在以上运行条件中影响最小，而固相的密度、粒径，气相气速等运行参数均对计算结果影响巨大。通过对 Fluent 和 ICEM 等 CFD 软件的学习和模拟，能够促使我们更加深刻知悉气固流动的机理，同时确定流化床系统性能的主要影响因素，为气固流化床的优化及设计提供一定的帮助。关键词： 气固流化床，颗粒拟流方法，控制变量法，压力云图，固含率云图 CFD simulation of gas-particle flow in gas-solid fluidized bedAbstractThe gas-solid fluidized bed is widely used in industry due to its excellent operability and generality. It can not only realize the physical processes between gas and solid phases, such as heat transfer, mass transfer, transportation, adsorption, etc. As a reactor, chemical reactions such as combustion, synthesis, cracking, and gasification are accelerated by fluidization techniques. As the core mechanism of gas-solid fluidized bed, multiphase flow is the key to develop and improve the gas-solid fluid...
