基于能量最小多尺度理论的喷动床气固两相流动数值模拟
在聚式流态化系统中,颗粒存在聚团现象而非均匀分布于流体,稀-密两相结构使得系统内存在流体、单颗粒与团聚物三者之间的多尺度作用,其流体动力学行为表现出复杂的非线性和非平衡特征。其中曳力对颗粒流化过程有着至关重要的作用,而曳力系数的确定直接影响了最终的流化状态与结构.传统的欧拉-欧拉双流体模型的均匀假设无法准确预测这种非均匀结构所带来的曳力变化,而基于多尺度分析方法与颗粒-流体运动趋势协调思路的能量最小多尺度(Energy-Minimization Multi-Scale,EMMS)理论则是研究非均匀结构对曳力及颗粒流化影响的重要方法.本文在欧拉-欧拉双流体模型的基础上,分别采用基于能量最小多尺度(EMMS)理论的曳力模型以及传统Gidaspow 曳力模型预测喷动床内喷射区与喷泉区的曳力系数,在1.3 倍最小喷动气速(1.3Ums)下对喷射区直径、喷泉高度、气体速度、颗粒速度及空隙率等进行研究,并将数值计算结果与实验数据及经验关联式的预测数据进行了对比.结果表明,能量最小多尺度(EMMS)模型能够预测因非均匀结构而导致的气-固相间曳力大幅降低,与基于均匀性假设的传统Gidaspow 曳力模型的预测值相比,基于能量最小多尺度(EMMS)理论的曳力模型的预测结果能够更好地吻合文献报道的实验数据.
喷动床 双流体模型 曳力模型 能量最小多尺度 气固两相流 数值模拟
龚明 宋一鸣 陈晓敏 马晓迅 马燕星
西北大学化工学院,陕西省西安市,710069
国内会议
长沙
中文
1-11
2010-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）