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反应器流体力学的计算分析与优化研究反应器流体力学的计算分析可以通过数值模拟方法来实现。
数值模拟方法通常通过离散化反应器内的流体区域，将流体力学方程和质量守恒方程进行数值求解，得到流动场和浓度场的分布。
这些模拟方法包括有限元法、有限差分法、有限体积法等。
通过模拟得到的流动场和浓度场，可以评估反应器的性能，并对其进行优化设计。
在反应器流体力学的计算分析中，流体物理性质是一个关键的参数。
这涉及到流体的粘度、密度、热导率等物理性质，这些参数需要根据实际情况来估计或测量。
此外，反应器的几何形状也是计算分析的关键参数。
几何形状包括反应器的尺寸、形状和结构，与反应器内部的流体流动形式密切相关。
基于反应器流体力学的计算分析，可以对反应器内的气体和液体流动行为进行定量描述，并进行反应器设计与操作的优化。
优化的目标可以包括最大化反应速率、最小化质量传递阻力、最小化能量损失等。
优化可以基于数值模拟结果，通过逐步调整反应器的几何形状和操作参数，来实现最佳的反应器性能。
在分析与优化过程中，还需要考虑到实际条件的限制，例如反应器的材料耐受性、能源成本等。
同时，反应器的安全性也是重要的考虑因素之一、反应器流体力学分析与优化的研究可以帮助工程师们理解反应器内的复杂流动现象，从而提高反应器的设计与运行效率，降低成本，减少排放和能源消耗。
总之，反应器流体力学的计算分析与优化研究对于优化反应器的设计与操作具有重要意义。
通过数值模拟方法，可以定量描述反应器内的流动
行为，并进行优化设计。
这将有助于提高反应器的性能，降低成本，减少环境污染，从而在工程实践中发挥重要作用。
Power MEMS 准气体动力循环发动机的原理研究重庆大学硕士学位论文学生姓名：***指导教师：徐宗俊教授张力教授专业：机械制造及其自动化学科门类：工学重庆大学机械工程学院二OO八年四月Study on Principle of Quasi gas Power Cycle Engine for Power MEMSA Thesis Submitted to Chongqing Universityin Partial Fulfillment of the Requirement for theDegree of Master of EngineeringbyChen WeijunSupervisor: Prof. Xu ZongjunVice-Supervisor:Prof. Zhang LiMajor: Mechanical Manufacture & AutomationCollege of Mechanical Engineering ofChongqing University , Chongqing, ChinaApril, 2008中文摘要摘要Power MEMS（MEMS-based power sources）即基于MEMS的微能源动力系统，在航空航天、通信、生物医学、国防等领域具有广阔的应用前景，将给现代社会带来重大而深远的影响。
国内外已经相继开展了对它的研究，不少概念样机也已经问世，不过究其实质大多都是将现有宏观尺度的热机进行比例微缩（Scale Down）所形成的中介尺度热机概念。
虽然其工作过程与宏观尺度相同，但是在结构的微型化过程中形成的几何相似，却难以确保机械相似和热力相似的成立，这直接导致了到目前为止尚没有出现成功的超高能量密度Power MEMS实例样机，也极大地限制了国际上Power MEMS研究的发展。
本论文在此基础上探索性地提出了超高能量密度Power MEMS准气体动力循环（Quasi Gas Power Cycle）的理论观点，并对采用该循环的Power MEMS微型发动机进行了原理性设计及分析，同时以管道式和环形微燃烧器为例，利用化学动力学软件CHEMKIN模拟了微空间氢氧燃烧过程，最后还进行了实验样机、实验台架的研制以及相关实验研究。
微型流化床流体力学特性的实验与模拟研究微型流化床由于具有升温速度快、所用固体物料量小、易操作、高温高压下安全系数高等优点,在催化剂高通量筛选、流固相反应动力学分析等领域具有一定的优势,近年来逐步受到研究学者的关注。
但是受实验条件的限制,目前针对微型流化床系统的研究主要集中在最小流化/鼓泡速度、床层压降、床层膨胀特性等方面。
为加深对微型流化床流体力学特性的认识,为微型流化床反应分析仪下一步的结构设计和操作条件优化提供指导,本论文采用实验和数值模拟相结合的方法,系统研究了微型流化床几何尺寸、壁面效应等对系统内流动结构、空隙率分布、气相返混等的影响。
通过对比双流体模型模拟结果和颗粒轨道模型模拟结果检验了双流体模型是否适用于微型流化床系统。
模拟结果表明,双流体模拟所预测的床层膨胀特性与颗粒轨道模拟结果能很好的吻合;与颗粒轨道模拟结果一致,双流体模型所预测的最小湍动速度随流化床尺寸的减小而减小。
这说明双流体模型可应用于微型流化床系统,而实验中所观测到的微型流化床流化滞后现象可能是因为分布板效应而造成。
在双流体模拟合理性得到检验的条件下,进一步分析了颗粒-边壁作用(镜面反射系数、颗粒-壁面弹性恢复系数)以及流化床尺寸对气固微型流化床内流动结构的影响。
模拟结果表明,镜面反射系数和颗粒-壁面弹性恢复系数对床层膨胀特性的影响基本可忽略,但会显著影响颗粒轴向速度的径向分布,随着颗粒-壁面弹性恢复系数的增大,床层内颗粒速度呈现减小的趋势;随着流化床尺寸的增大,床层膨胀高度略有减小,最小湍动速度增大。
通过采用实验和双流体模拟想结合的方法,考察了内径为11mm、15mm和22mm的微型流化床内气体返混。
对比所得到的气体停留时间分布(RTD)发现,模拟结果与实验数据吻合良好。
在此基础上,系统的研究了表观气速、床层高度和流化床内径对气体返混特性的影响。
实验和模拟结果均表明,随着表观气速的增大、床层高度和内径的增大,微型流化床内气体返混加剧。
循环流化床催化燃烧的过程模拟与优化循环流化床催化燃烧技术是一种高效、环保的能源转化技术，广泛应用于石油化工、冶金、煤化工等领域。
该技术以低氮燃烧、高效节能、污染物排放低等优点，深受行业青睐。
然而，在循环流化床催化燃烧过程中，尚存在着一些难题需要解决，如催化剂失活、流化性能不稳定等。
因此，通过模拟与优化循环流化床催化燃烧过程，以期提高其效率和稳定性，具有重要意义。
一、循环流化床催化燃烧过程简介循环流化床催化燃烧过程的基本原理是：利用气体动力学的作用和催化剂的作用，在循环流化床内将发生燃烧反应的物质气化，形成可燃气体，再进行燃烧反应，最终将废气排放。
循环流化床催化燃烧过程的关键是催化剂的作用，催化剂可以提高反应活性和稳定性，同时减少氮氧化物的生成。
二、循环流化床催化燃烧过程模拟方法循环流化床催化燃烧过程模拟可以采用数值模拟方法。
数值模拟方法是利用计算机模拟物理系统的数值方法，通过分析数值结果来探讨物理系统的特性。
对于循环流化床催化燃烧过程，可以采用CFD（计算流体力学）方法来进行数值模拟。
在数值模拟中，主要考虑以下几个方面：气体-固体流体力学、传热和化学反应。
科学地模拟了循环流化床内的流体力学、化学反应和传热过程，可以了解反应器中各个区域的燃烧条件和反应过程，分析气体和颗粒的运动状态和能量、物质的传递和转换等过程，确定影响反应过程的关键因素，指导优化设计和运行工艺。
三、循环流化床催化燃烧过程优化方法为了提高循环流化床催化燃烧技术的效率和稳定性，必须对反应器结构、气体-固体相互作用、催化剂选择等方面进行优化。
反应器结构：反应器不同区域内的流动状态、传热、传质等参数的分布均不同。
为了实现高效、稳定的催化燃烧，需要合理地设计反应器结构，保证各个区域内的流量、温度、催化剂浓度、反应物浓度等参数均匀分布。
气体-固体相互作用：气体-固体相互作用是影响循环流化床催化燃烧效果的重要因素。
通过优化气体-固体两相之间的交互作用，可实现流化床内气体分布均匀，催化剂载体颗粒与床层颗粒夹带不严重、又不至于导致反应器失稳等优点。
流化床透氧膜反应器用于天然气制氢的工艺模拟摘要：氢气是一种重要的化工原料，流化床透氧膜反应器是一种新型的天然气制氢装置。
建立了这种新型用制氢装置的Aspen Plus®模型，并模拟研究了反应压力、氧碳比（O C）、水碳比（S C）对反应温度、合成气成分的影响，并与普通的流化床自热反应器进行了比较。
比较结果表明，流化床透氧膜反应器由于分离了空气中的N2，反应器可在高的氧气浓度下进行，合成气中的H2浓度大大提高，甲烷转化率较大，氢气产量也提高。
关键字：流化床透氧膜氢气天然气Process simulation of fluidized bed oxygen permeable membrane reactor for hydrogen production from natural gasAbstract：Hydrogen is an important chemical commodity. Fluidized bed oxygen permeable membrane reactor is a novel technology for hydrogen production from natural gas reforming. An Aspen model is built for this new reactor. Influences of reaction pressure, oxygen to carbon ratio (O C), steam to carbon ratio (S C) on the reaction temperature and syngas composition are studied. The results are compared with the ordinary fluidized bed reactor. It shows that the fluidized bed oxygen permeable membrane reactor has a higher methane conversion and a hydrogen yield and a higher hydrogen concentration in the syngas, due to its in-situ oxygen separation from air.Key words:fluidized bed oxygen permeable membrane hydrogen natural gas0 引言氢气是一种重要的化工原料，在国防、石化、轻工、冶金、食品等行业有广泛的应用。
混合氢氧燃烧性能的模拟与仿真优化研究1.引言燃烧是一种重要的能量转化过程，在许多工业和能源领域起着关键作用。
混合氢氧燃烧作为一种新型、清洁的能源，受到了越来越多的关注和研究。
在开展实验之前，通过模拟与仿真来研究混合氢氧燃烧的性能是一种有效的方法。
本文旨在探究混合氢氧燃烧性能的模拟与仿真优化方法。
2.混合氢氧燃烧的性能参数混合氢氧燃烧的性能参数包括燃烧速度、温度分布、压力变化等。
燃烧速度是燃烧过程中燃料与氧化剂之间的化学反应速率，它影响到燃烧的能量释放和燃料利用效率。
温度分布是燃烧过程中温度的空间分布情况，它对燃料燃烧产生的热量传递和燃气排放等方面有着重要影响。
压力变化是燃烧过程中气体压力的变化规律，它关系到燃烧过程的稳定性和安全性。
3.混合氢氧燃烧的模拟方法混合氢氧燃烧的模拟方法包括数值模拟和计算流体力学（CFD）模拟。
数值模拟是通过数学模型和计算方法进行模拟，如稳态、非稳态的模拟方法，常用的有化学动力学模拟、瞬态过程模拟等。
CFD模拟是利用计算机模拟燃烧过程中流体的运动和传热过程，可以较为准确地预测燃烧的性能参数。
4.混合氢氧燃烧的优化方法混合氢氧燃烧的优化方法包括快速反应区的控制、燃烧动力学参数的调整和燃料组分比例的优化等。
快速反应区的控制可以通过调整混合氢氧比例来控制，以达到燃烧速度的调节。
燃烧动力学参数的调整可以通过改变活化能、频率因子和燃料分子量等来调整，以提高燃烧效率和热释放率。
燃料组分比例的优化可以通过优化燃料的配比来提高燃烧能力和稳定性。
5.混合氢氧燃烧的模拟与仿真优化案例以混合氢氧燃烧的燃烧速度为例，利用数值模拟方法进行了燃烧速度的优化研究。
通过调整燃气的配比和燃烧室的结构等因素，实现了燃烧速度的控制和提高。
在数值模拟过程中，采用了化学动力学模型和流体运动模型，对燃烧过程进行了仿真分析。
根据模拟结果，优化了燃烧室结构和燃气配比，在保持燃料利用率的同时，提高了燃烧速度和能量转化效率。
大型流化床锅炉的燃烧动力学建模与仿真大型流化床锅炉是一种高效、清洁的燃烧设备，广泛应用于能源行业。
燃烧动力学研究是了解流化床内燃烧过程、优化锅炉运行以及提高燃烧效率的关键。
在实际工程中，通过建立燃烧动力学模型，并进行仿真分析，可以帮助工程师更好地理解和优化锅炉的燃烧过程，提高燃烧效率，降低排放物的生成。
1. 燃烧动力学建模的重要性大型流化床锅炉的燃烧过程涉及多种物理、化学反应的复杂耦合。
通过建立燃烧动力学模型，可以更好地理解和描述不同组分之间的相互作用、传热和传质过程，从而更准确地预测锅炉的燃烧特性。
燃烧动力学模型还可以帮助工程师分析影响燃烧效果的因素，如燃料的性质、气流分布、燃烧温度等。
通过模拟和优化燃烧过程，可以减少燃烧不完全、产生有害排放物和温度不均匀等问题，提高锅炉的热效率和燃烧效果。
2. 燃烧动力学模型的建立方法燃烧动力学模型的建立通常包括以下几个步骤：（1）确定模型的基本假设和前提条件：建立燃烧动力学模型需要考虑各种影响燃烧的因素，包括煤的组分、粒径分布、气固传质和传热机制等。
同时还需要确定模型的边界条件和控制方程。
（2）建立化学反应机理：燃烧是一种复杂的化学反应过程，需要建立适当的化学反应机理。
常用的化学反应机理包括简化机理和详细机理，前者适用于快速工程计算，后者适用于深入研究燃烧机理的基础研究。
（3）确定输运过程模型：流化床锅炉中的气流和固体颗粒的运动和传递是燃烧过程中的重要因素。
需要建立适当的输运过程模型，包括气流与固体颗粒的速度分布、颗粒尺寸分布和颗粒浓度等。
（4）求解和验证模型：利用计算流体力学（CFD）和其他数值模拟方法，对建立的燃烧动力学模型进行求解和仿真。
通过与实际测试数据进行对比和验证，不断改进和优化模型的准确性和可靠性。
3. 燃烧动力学模型的仿真应用基于建立的燃烧动力学模型，可以进行多种仿真应用，以提高燃烧效率和降低环境污染。
（1）优化燃烧调整：通过仿真研究锅炉内燃料的分布和燃烧温度的变化，可以调整炉内风流分布和燃料供给方式，以最大程度地利用燃料的热值，减少燃烧不完全，提高燃烧效率。
精细化工中的流体流动与传热的数值模拟精细化工是指在化学过程中需要进行高精度控制的生产过程。
在精细化工的过程中，流体流动和传热过程是两个非常关键的方面。
流体流动的特性决定了反应器内的化学品混合情况，而传热过程则决定了反应器内化学反应的速率。
精细化工的流体流动和传热过程需要进行数值模拟，以帮助工程师了解反应器内的情况，并找出最佳的生产参数。
数值模拟是通过计算机模拟物理现象的过程。
在精细化工的流体流动和传热模拟中，计算流体力学（CFD）和传热计算（FEM）技术是两个关键技术。
在数值模拟过程中，需要对反应器中的物质和能量进行数学建模，以便精确模拟出流体流动和传热过程。
在此基础上，计算机可以执行模拟计算，以便得出关键流量和温度数据。
在精细化工的流体流动和传热数值模拟中，为了准确模拟流体流动、传热、混合等过程，需要考虑流动的稳定性、沉积、振荡、涡旋等多种因素。
为此，数值模拟需要通过多个方面的设定与处理来提出合适的分析结果，包括精细的网格设计、边界条件的设置、流体力学模型的选取等。
CFD技术主要以有限体积法和有限元素法为核心原理。
其中有限体积法将流域划分为若干个体积元，对体积元内的流体流动与热传递方程求解，并在网格上进行离散化计算。
这一方法的优点在于其对于大的问题空间计算量较小，精度较高；而另一种方法——有限元素法则是将问题领域划分为N个小单元，计算每个小单元内部的流场与热场的数值解，并均匀整合进行计算整个问题空间的数值解。
因此，在大规模问题的计算中其成本将非常高。
传热计算（FEM）主要利用有限元素法进行模拟。
FEM建立在定义物理现象和场域相互作用变量的基础之上。
FEM 经常被用来分析实际体系，例如原子核、飞机、车辆，以及建筑中的热与电力需要。
FEM 主要关注于热流，通常会针对反应器中的热传递行为进行模拟计算。
通过FEM对热传递过程的精确模拟，可以找到最佳的反应器设计方案，从而优化化学反应的效果。
总之，精细化工中的流体流动与传热的数值模拟对于化学工程的生产过程至关重要。
摘要摘要流化床燃烧技术作为一种清洁煤燃烧技术，已经被广泛应用于生产。
但由于流化床内流动的复杂性，人们对其工作机理并没有清楚全面的认识。
为更深入研究流化床气固流动机理，本文采用数值模拟方法对不同射流孔数流化床流动特性进行模拟。
气固两相流数值模拟技术可以分为两大类：即欧拉—欧拉颗粒拟流体模型和欧拉—拉格朗日离散颗粒模型。
本文采用欧拉—拉格朗日模型从颗粒水平上建立流化床内气固流动数学模型，并对流化床内流动过程进行模拟,对气固流动特性进行了分析。
首先采用离散单元法对床内流动特性进行了数值模拟，分别模拟得到单孔、双孔分布板中气泡的形成、上升、破裂的过程，同时给出了不同入射流速对流动特性的影响。
模拟结果表明：颗粒随气体的运动而运动，气体运动是颗粒运动的主要动力源，相对单喷口系统，由于相邻气泡之间存在横向和纵向双方向的的聚并，挤压，破裂等现象，因此双喷口系统中床层内颗粒的运动和扩散作用也更加强烈。
随后，在单双喷口模拟的基础上，对多喷口射流流化床系统进行模拟，通过分析喷口个数、喷口位置、进气速度、颗粒密度、弹性系数等对气固流动的影响，对比单双喷口系统，认为进气孔数的增加时，弹性系数是颗粒之间的“互锁”现象的主要影响因子；随着进气孔数的增大，颗粒与气体的混合作用也就越强烈，流化床进入充分流化阶段的时间也越短；同时，喷气孔密集程度对气固垂直、水平速度也有较大的影响，速度随密集程度的增大而增大，气固流动程度随密集程度的增大而加深。
关键词：循环流化床；流动特性；多孔；数值模拟华北电力大学硕士学位论文AbstractAs a new clean-burning technology,circulating fluidized bed(CFB) has being widely used in the production.But because of its complex nature, people don’t have clear and comprehensive understanding of fluidization mechanism. To get a more in-depth study of the mechanism of fluidized bed, hydrodynamics characteristics of fluidized bed with different nozzle count was researched with numerical simulation method in this paper.Numerical simulation technology for dense gas-solid flow could be divided into two categories: the Euler-Euler particles quasi-fluid model and Euler-Lagrangian discrete particle model. In this paper, the discrete element method was used, a description of the fluidized bed gas-solid flow was build, and simulated the progress of gas-soild flow, analysis the dynamic characteristics.First，discrete element method was proposed to implement numerical simulation of flow characteristics in fluidized bed,through the simulation,the prograss of conformation,ascension and burst of bubble was obtained,the effect of flow characteristics in different entrance velocity was also revealed.Numerical simulation results show that particle move with gas,the motion of gas was the main power source of particle,relative to single-nozzle system,because of the mergence,extrusion and burst between congenial bubbles,the motion and the diffusion was more fierce in double-nozzles system.Secondly, on the basis of the single and double nozzles simulation, the multi-nozzle fluidized bed system was simulated, through the analysis of the impact of the nozzle number, the nozzle position, the gas velocity, particle density, the coefficient of elasticity of solid flow, contrast with single and double nozzle system, with the increase in the number of nozzle, the coefficient of elasticity was the main factors affecting the phenomenon of "interlock" between particles; with the increase of the number of inlet holes, the time of changing into full flow stage was shorter; also, the intensive of nozzles impacted the vertical and the horizontal velocity of the particles and gas,the degree of gas-solid flow intensity and the velocity increase with the increase of intensive.Keywords:circulating fluidized bed; dynamic characteristics; multi-nozzle;numerical simulation目录摘要 (I)Abstract ............................................................................................................................... I I 目录 (III)第1章绪论 (5)1.1 选题背景及意义 (5)1.2 气固流态化系统的组成及其分类 (6)1.3 气固流态化的研究方法 (6)1.3.1 两相模型 (7)1.3.2 欧拉方法的颗粒相拟流体模型 (7)1.3.3 欧拉-拉格朗日法的颗粒轨道模型 (8)1.4 流化床DEM法研究进展 (9)1.5 本文主要研究内容 (11)第2章流化床气固两相流动DEM模拟数学模型 (12)2.1离散单元法原理 (12)2.1.1 时间步长的确定 (12)2.1.2 颗粒运动控制方程 (13)2.1.3 颗粒碰撞力学模型 (14)2.1.4 碰撞对象的搜索算法 (15)2.2 流体相数学模型及求解方法 (16)2.2.1 流体相数学模型 (16)2.2.2 流体相控制方程组的求解 (19)2.3 气固两相相互作用力分析 (23)2.3.1 气体对颗粒的作用力 (23)2.3.2 颗粒对流体的反作用力 (25)2.4 本章小结 (26)第3章循环流化床气固流动特性的数值模拟 (27)3.1 自由堆积过程模拟 (27)3.2单孔射流流化床流动过程模拟 (30)3.3双孔射流流化床流动过程模拟 (34)第4章多喷口流化床气固流动特性模拟 (39)4.1 三孔射流模拟对象及参数设定 (39)4.1.1 弹性系数对流动情况的影响模拟 (40)4.1.2 不对称喷口布置对流动过程影响模拟 (45)4.2四孔射流流化床模拟 (50)4.2.1模拟对象及参数设定 (50)4.2.2四孔射流模拟结果 (51)4.3本章小结 (54)第5章全文总结及展望 (56)5.1 全文工作总结 (56)5.2 下一步工作展望 (56)参考文献 (58)攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果 (62)第1章绪论1.1 选题背景及意义在“绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会”这一“十二五”规划的要求与倡导下，作为世界上最大的能源消费国之一，能源与环境问题成为我国所必须面对的重要问题，在我国的一次能源消费比例中，煤炭资源高达70%左右，预计到2050年，这一比例依然会在50%以上，可以说，煤炭资源是我国最主要的能源，但我国煤炭的重要特点之一是高硫煤所占比例较高，导致燃烧大量产生SO2，2010年全国第一次污染源普查公告显示，电力热力的生产和供应业SO2排放量为1068.70万吨，NO X排放量为733.38万吨[1]。
摘要*流化床在工业上的广泛应用使得稠密气固两相流动成为多相流研究领域的一个重要方向。
国内外已经进行了大量的实验和理论研究，但是由于气固流动的复杂性和流动机理尚未清楚的认识，故以实验为主的传统方法受到了很大限制。
近年来随着计算机技术的飞速发展，气固两相流动数值模拟正成为研究稠密气固两相流动的重要手段。
针对稠密气固两相流的数值模拟技术可以分为两大类：即欧拉—欧拉颗粒拟流体模型和欧拉—拉格朗日离散颗粒模型。
本文采用欧拉—拉格朗日离散单元法在颗粒水平上建立了一套描述流化床内气固流动、传热和燃烧的数学模型，并设计了模拟流化床内流动与燃烧的数值模拟程序。
首先本文对单孔射流流化床内的气固流动进行了数值模拟，得到了床层压降曲线和不同射流速度下的床层高度、气泡产生频率和气泡在床层内的上升速度，反映出流化床内的气固流动存在拟序结构。
另外，模拟得到了床内的气固流动速度，揭示出单孔射流流化床内存在强烈的颗粒返混和内循环现象。
并对颗粒参数改变对气泡特性的影响作了敏感性分析。
然后，在颗粒水平对流化床内的煤燃烧和传热特性进行了数值模拟，得到了床内的温度场、各燃烧组分的浓度场、颗粒升温曲线和四种颗粒传热量曲线，模拟表明了流化床内的气固流动和燃烧特性存在强烈的空间和时间非均匀性。
并对颗粒参数改变对燃烧与传热特性的影响作了敏感性分析。
最后对全文工作进行了总结和展望。
关键词：流化床气固两相流动离散单元法煤燃烧传热特性*本文受国家自然科学基金《循环流化床锅炉颗粒团燃烧行为研究》资助，项目批准号：5007615AbstractThe wide application of fluidized bed in industry made the hydrodynamic of dense gas-solid two-phase flow become an important research field of multiphase flow. A great deal of experiments and theoretical studies have been carried out all over the world. But due to the complicated effect factors and not yet clarifying the mechanism of two-phase flow, so the traditional experimental method is limited on certain extent. With the rapid development of computer technology, the computer numerical simulation of dense gas-solid two-phase flow has become an important research means.At present, the methods used to simulate dense gas-solid two-phase flow can be divided into two categories: Eulerian-Eulerian approach and Eulerian- Lagrangian discrete particles approach. In this paper, Eulerian-Lagrangian approach is used to establish a serial of models to simulate the gas-solid flow, heat transfer and coal combustion in fluidized bed at particle level. And a CFD-DEM numerical code has been developed.Firstly, the single spouted fluidized bed was simulated and acquired the pressure drop line. The height of solid bed, the generating frequency of bubble and the ascending velocity of bubble at different spouted gas velocity were also obtained. And the quasi-ordering structure in fluidized bed was observed. Besides, the distribution of gas and particle velocities was obtained. The velocity distribution indicated that there is phenomenon of intensive particle back-mixing and internal recycle. A sensitivity analysis was carried out on effects to bubble characteristics due to different particle parameters.Afterwards, the heat transfer and coal combustion properties in fluidized beds was simulated at particle level and obtained the distribution of gas temperature and gas species. The simulation indicated the intensive heterogeneity of the gas-solid flow and coal combustion in fluidized bed. The heating rate of particles and four different particle heat exchange modes were studied. And the sensitivity analysis was carried out on effects to combustion and heat transfer properties due to different particle parameters.Finally, the work of this paper and the further research were summarized. Keywords: fluidized bed gas-solid flow discrete element method coal combustion heat transfer characteristics独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
