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旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析共3篇旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析1旋风分离器气固两相流数值模拟及性能分析旋风分离器是一种广泛应用于化工、环保、电力等领域的气固分离设备，其利用离心力将气固两相流中的颗粒物分离出来，一般被用作除尘和粉尘回收设备。
本文将介绍旋风分离器的气固两相流数值模拟及性能分析。
气固两相流是指气体与固体颗粒混合物流动的状态。
旋风分离器中的气固两相流在进入设备后，经过导流装置后便会进入旋风筒，此时气固两相流呈螺旋上升流动状态，颗粒物受到离心力的作用被抛向旋风筒壁，而气体则从旋风筒顶部中心脱离，从出口排放。
因此，旋风分离器气固两相流的流体物理特性显得尤为重要。
本文采用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法对旋风分离器气固两相流进行数值模拟。
对于气体流动部分，采用了二维轴对称的控制方程式，包括连续性方程、动量方程和能量方程，而对于颗粒物流动部分，采用了颗粒物轨迹模型（Particle Tracking Model，PTM）。
在数值模拟过程中，采用了FLUENT软件进行求解，其中的数值算法采用双重电子数法（Electron Electrostatic Force Field，E3F2）。
数值模拟结果显示，在旋风分离器中，气体的流速主要集中在筒壁附近，而在离筒中心较远的地方，则流速较慢，颗粒物则以螺旋线的方式向旋风筒壁移动，并沿着筒壁向下运动。
颗粒物在旋风筒中受到离心力的作用后，其分布状态将随着离心力的变化而变化，最终沉积在筒壁处。
数值模拟结果还表明，旋风分离器的分离效率随着旋风筒直径的增加而增加。
为了验证数值模拟结果的可信度，实验室制作了一个小型旋风分离器进行了实验研究。
实验结果表明，数值模拟与实验结果相比较为一致，通过数值模拟可以较好地描述旋风分离器中气固两相流动的情况并用于性能预测。
综合来看，数值模拟是一种较为有效的旋风分离器气固两相流性能分析方法，可以较好地预测旋风分离器的分离效率和颗粒物的分布状态，为旋风分离器的设计和优化提供了有力支持综上所述，本文利用数值模拟方法和实验研究相结合的方式，对旋风分离器的气固两相流动性能进行了分析。
管道输送流体数值模拟优化计算方法引言：管道输送流体的数值模拟优化计算方法是一项重要的技术，它可以用于优化设计管道输送系统，提高输送效率和降低能耗。
本文将介绍管道输送流体数值模拟的基本原理、方法及其在优化计算中的应用。
一、管道输送流体数值模拟的基本原理管道输送流体数值模拟是通过数学模型和计算方法来模拟管道内流体的运动和特性。
其基本原理包括流体力学方程的建立、网格生成和离散化以及求解算法的选择。
1. 流体力学方程的建立管道输送流体数值模拟的基础是流体力学方程，包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
质量守恒方程描述了流体的质量守恒关系，动量守恒方程描述了流体的运动和力的平衡关系，能量守恒方程描述了流体的能量转化和守恒关系。
通过这些方程，我们可以建立描述管道内流体运动的数学模型。
2. 网格生成和离散化为了进行数值计算，需要对管道和流体进行离散化处理。
网格生成是将管道几何形状划分为一系列小的子区域，这些子区域被称为网格。
离散化是将流体力学方程中的连续变量转化为离散形式，通过对网格节点上的变量值进行计算和求解。
3. 求解算法的选择数值模拟的求解算法直接影响计算结果和计算效率。
常用的求解算法包括有限差分法、有限体积法和有限元法等。
根据具体情况选择合适的算法可以提高计算精度和效率。
二、管道输送流体数值模拟的方法管道输送流体数值模拟的方法主要有数值迭代法、时间步进法和修正高斯赛德尔迭代法等。
这些方法可以根据具体问题的要求选择。
1. 数值迭代法数值迭代法包括雅可比迭代法和高斯赛德尔迭代法。
这些方法通过迭代计算来逼近方程的解。
数值迭代法在实际应用中计算效率高，但对于复杂问题可能需要较长的计算时间。
2. 时间步进法时间步进法是一种求解时间相关问题的数值方法。
通过将时间离散化为一系列小的时间步长，可以逐步求解流体力学方程。
时间步进法适用于瞬态问题和非平衡问题的模拟。
3. 修正高斯赛德尔迭代法修正高斯赛德尔迭代法是一种结合了数值迭代法和时间步进法的求解方法。
气固两相流压降探讨计算气固两相流压降是指气体和固体颗粒一起流动时,在流动过程中固体颗粒对气体施加的阻力所造成的流体压力降低。
这种现象在化工、石油、冶金等领域中经常出现，研究气固两相流压降对于优化工艺参数、提高生产效率具有重要意义。
气固两相流压降的计算可以采用经验公式和数值模拟等方法。
其中经验公式是根据大量的实验数据总结出来的经验关系式，简单实用。
而数值模拟则是通过计算流体力学方程组来模拟流体流动的整个过程，能够提供较为精确的结果。
在气固两相流压降的计算中，两相之间存在着颗粒与气体的相互作用力。
主要包括静压力、浮力、颗粒间的互作用力、阻力等。
其中静压力是由于颗粒间距产生的压力差造成的；浮力是指颗粒在气体中受到的浮力，与颗粒的密度和气体的密度有关；颗粒间的互作用力是指颗粒之间的相互作用力，包括颗粒间的排斥力和吸引力；阻力是指颗粒在气体中受到的阻力。
在计算中，需要考虑颗粒与气体之间的速度变化、颗粒浓度分布、颗粒直径大小等因素。
同时，颗粒与气体之间的相互作用和流体流动特性也需要纳入考虑范围。
为了计算气固两相流压降，可以采用基本的力平衡原理。
即流体流动的总阻力等于颗粒与流体之间的阻力与颗粒的重力之和。
根据此原理，可以建立相应的数学模型进行计算。
在计算中，需要确定气体和固体颗粒的性质参数，如气体的密度、颗粒的密度、颗粒的直径等。
这些参数可以通过实验测定或者根据经验值来确定。
另外，计算气固两相流压降时，还需要考虑流体流动的速度、管道尺寸等参数。
这些参数可以通过实际工艺流程中的测量值或者根据设计要求来确定。
总的来说，气固两相流压降的计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素的综合影响。
通过合理的数学模型和适当的实验数据，可以准确计算出气固两相流压降，为相关工程的设计和优化提供依据。
⽂丘⾥管内⽓固两相流离散相仿真模型优化
⽂丘⾥管内⽓固两相流离散相仿真模型优化
李红⽂，张涛
【摘要】⽂章针对Fluent中⽓固两相流离散相模型（DPM）仿真，以⽂丘⾥管内流场为例，在结合⽓相流场分析与固相颗粒受⼒分析的基础上，提出DPM 模型优化的4项措施，即从颗粒所受各个⼒的合理取舍、⽓相速度⼊⼝模型、颗粒曳⼒模型及颗粒碰壁关系4个⽅⾯进⾏优化，以提⾼通⽤模型对管道节流复杂流场问题仿真时的准确性。
通⽤模型的优化通过调⽤Fluent 相关宏并编制UDF程序实现。
对⽂丘⾥管的⼯况进⾏仿真模拟，并与国家标准中的数据进⾏对⽐，结果验证了优化DPM模型的准确性明显优于通⽤DPM模型。
模型优化的⽅法对于其他类似的复杂流场⼯况具有通⽤性，具有⼯程实⽤价值。
【期刊名称】合肥⼯业⼤学学报（⾃然科学版）
【年(卷),期】2014(000)001
【总页数】6
【关键词】计算流体⼒学；⽓固两相流；离散相模型；⽤户⾃定义函数；⽂丘⾥管
0 引⾔
在以能源动⼒及化⼯为代表的许多⼯业领域，⽓固两相流有着⾮常⼴泛的应⽤，其中稀相⽓固两相流的管道流动中，流量测量⾮常常见，如燃煤电站煤粉输送管道的在线测量、锅炉系统中含尘烟⽓的流量测量、设备中含有粉尘⽓体的管道测量等等。
⽂献［1］采⽤在煤粉吹送管道中加装标准⽂丘⾥管等节流元件，通过差压法测量煤粉浓度；⽂献［2－3］采⽤⽂丘⾥管测量煤粉⽓固两相流流量。
由于节流。
气固两相流模拟技术的研究及应用气固两相流模拟技术，是指模拟气体和固体颗粒同时运动的过程。
其应用场景非常广泛，比如化工制造领域中的气力输送、固体颗粒混合、喷雾干燥等过程，以及环境科学领域中的大气污染、沙尘暴等问题。
因此，气固两相流模拟技术的研究和应用具有重要的实际意义。
目前，气固两相流模拟技术主要采用计算流体力学（CFD）方法或离散元法（DEM）实现。
CFD方法主要基于对流方程，通过数值方法对流体动力学方程进行求解，得出流体的流速、压力等物理参数，以及气体与颗粒之间的相互作用力等参数。
DEM方法则主要基于颗粒运动力学原理，把物质看作是由相互作用的颗粒组成的离散体系，通过求解颗粒的受力情况，来计算颗粒之间的相互作用力、碰撞等参数。
虽然两种方法各有优缺点，但在处理气固两相流时，通常采用CFD-DEM耦合方法。
该方法主要是将CFD和DEM方法的数值模型进行耦合，实现同时对气体和颗粒的运动进行模拟，从而更加准确地模拟气固两相流动态过程。
在气固两相流模拟技术中，最关键的是气体与颗粒之间的相互作用力。
气体与颗粒之间的相互作用力可以分为两类：杆状作用力和碰撞作用力。
杆状作用力主要是指气体因速度梯度而对颗粒施加的作用力；碰撞作用力则是指颗粒之间或颗粒与壁面之间发生的碰撞，由此产生的反作用力。
在气固两相流模拟技术的应用中，最常见的是喷雾干燥领域。
喷雾干燥是指在高速气流中喷入悬浮颗粒，通过颗粒与气体的相互作用，使颗粒与气体之间的热量、质量交换，从而实现悬浮物质的干燥过程。
针对喷雾干燥的气固两相流模拟技术，通常采用CFD-DEM二元模型，考虑气固两相流的微观动力学过程，并通过模拟颗粒与气体之间的传热、传质等物理过程，来研究喷雾干燥的机理和优化干燥过程。
研究表明，采用气固两相流模拟技术可以更好地解释和深入研究喷雾干燥过程中颗粒的运动、热量传递和干燥效果等重要问题。
除了喷雾干燥领域之外，气固两相流模拟技术在环境科学领域，特别是大气环境领域也有重要的应用。
分叉流道中气固两相流动的实验研究和数值模拟随着工业的发展以及对环境保护的日益重视,对工业粉尘分离装置的要求越来越高。
工业粉尘不但危害人类的健康,而且会破坏工业设备,危害设备的安全运行,造成设备零部件的频繁更换,给国家财力带来了巨大的损失。
考虑到惯性分离设备无运动部件、流动阻力小,本文建立了分叉管道结构形式的惯性分离装置,研究其内部气固两相流动规律。
分叉管道中气固两相流动,由于壁面带有曲率,流动速度大,完全依靠固体颗粒惯性形成气固分离,故流动较为复杂,导致流场实验测量和数值模拟的困难。
论文采用高速摄影,结合数字图像处理技术跟踪固体颗粒的运动轨迹,通过标定轨迹图像中颗粒位置,实现了图像法对颗粒运动速度的研究。
通过工况对比,发现较大颗粒对空气的跟随性不好,且其分离效果受到很多因素影响,包括颗粒进入管道的位置、速度大小和方向(速度角)、以及颗粒的球形度。
在所有的工况下,颗粒速度角较小时分离效果较好;同密度下的块状颗粒分离效果总体上较球形颗粒好;随着进口空气流速增加,颗粒分离的效果也更好。
这些都是由于颗粒在收缩管道内主流方向上惯性力分量的增大,使颗粒有足够的惯性力被甩入清除流道中。
在分析单个球形颗粒受力以及颗粒同壁面碰撞模型的基础上,运用数值计算软件对分叉管内部气固两相流场进行了计算。
采用k-ε紊流模型和固相的离散相模型研究分叉管道内的气固分离现象,分析了分叉管道内连续相流场随进口速度和清除流量系数的变化规律,得到随着清除流量系数的增大,压力损失系数出现急剧下降,而中心流道的压力损失降低的幅度较小。
这是因为随着清除流量系数的增大,虽然清除流道中流速的增加,但回流的区域出现减小,流动的阻力减小,损失减少。
这些都说明了清除流道和中心流道压力损失的主要因素不同:清除流道中回流是引起压力损失的主要原因,而中心流道的压力损失主要受流动速度的影响。
在颗粒的分离效率方面,研究了直径在100μm以上的光滑球形颗粒,分析了影响分离效率的因素。
基于不同亚格子尺度过滤模型下提升管内颗粒流动的数值模拟王淑彦;房建宇;邵宝力;董群;刘扬;杨树人【期刊名称】《高校化学工程学报》【年(卷),期】2016(030)002【摘要】固相亚格子尺度过滤模型是在高精度的网格下，系统地过滤了基于结合颗粒动理学的双流体模型的模拟结果而得到的曳力和固相应力等本构关系的计算模型。
今分别采用固相亚格子尺度过滤模型(Filtered Model I)、壁面修正固相亚格子尺度过滤模型(Filtered Model II)和改进的固相亚格子尺度过滤模型(Filtered Model III)模拟NETL/PSRI挑战问题中的提升管内的颗粒流动特性，得到了时均气体压力梯度和时均轴向颗粒速度等分布。
亚格子尺度模型和均匀流动模型(Huilin-Gidaspow model)的研究结果相比，改进的固相亚格子尺度过滤模型(Filtered Model III)与实验值更接近，尤其是对于高颗粒浓度流动。
壁面修正可以提高压力梯度，从时均轴向颗粒速度分布曲线，可以看出在提升管内颗粒流动结构呈现更为明显的环核流动结构；同时，研究了提升管内气体压缩性、壁面修正和计算网格对模拟结果的影响，分析表明气体的可压缩性对提升管内轴向气体压力梯度有影响，在模拟计算时考虑气体的压缩性，可以提高计算精度。
%Three sets of filtered gas-particle two-fluid models were obtained by systematically filtering results generated through highly resolved simulations of a kinetic theory based two-fluid model (TFM). Flow behaviors of particles in a three-dimensional riser in NETL/PSRI challenge problems of circulating fluidized beds (CFBs) were studied using filtered two-fluid model (Filtered Model I), wall-correction model (Filtered Model II) and modified filtered model(Filtered Model III). The distributions of time-averaged gas pressure gradient along height and time-averaged axial velocities of particles in the radical direction at different elevations were obtained and compared with experimental data. By comparison of simulation results obtained from the three filtered two-fluid model and the homogeneous drag model (Huilin-Gidaspow model), we found that the Filtered Model III is better than others, in particular, for dense gas-solid flow. Wall correction of filtered TFM affects pressure gradient, and can clearly capture the core-annular structure for the flow behavior of particles in riser. In addition the effectsof gas compressibility, wall corrections and grid resolution on predicted results were discussed. It was found that the gas compressibility had a quantitative effect on the simulation results. Such findings show that the consideration of gas compressibility can improve the simulation predictions.【总页数】7页(P325-331)【作者】王淑彦;房建宇;邵宝力;董群;刘扬;杨树人【作者单位】东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318;东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318【正文语种】中文【中图分类】Q813.11【相关文献】1.熵格子Boltzmann方法的亚格子尺度模型 [J], 邵菲;韩端锋;刘强;谢伟2.基于非Favre过滤的动力学非线性亚格子模型 [J], 李斌;吴颂平3.基于REV尺度格子Boltzmann方法的页岩气流动数值模拟 [J], 张烈辉;贾鸣;郭晶晶4.不同亚格子尺度模型对气动噪声仿真精度的影响 [J], 殷想; 汪怡平; 杜敏韬; 苏楚奇; 孙浩5.双尺度二阶矩颗粒湍流模型和提升管内稠密两相流动的模拟 [J], 曾卓雄;周力行;张健因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟在燃烧工程领域，水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟一直是一个备受关注的研究课题。
煤粉燃烧作为一种重要的能源利用方式，其优化设计和运行参数对于提高燃烧效率、减少污染排放具有重要意义。
水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟可以通过计算机模拟对流场、燃烧特性和热力学参数进行分析和预测，为煤粉燃烧工程的设计和优化提供理论依据和技术支持。
1. 水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟概述水平浓淡煤粉燃烧器是煤粉燃烧系统中的重要部件，其内部气固两相流动态特性对于燃烧效率和环境排放具有重要影响。
数值模拟是一种有效的研究方法，通过建立数学模型和求解数学方程来描述和预测水平浓淡煤粉燃烧器内的气固两相流动特性，从而为燃烧器的设计和优化提供科学依据。
2. 水平浓淡煤粉燃烧器内气相流动的数值模拟在水平浓淡煤粉燃烧器内，气体流动是影响燃烧效率和稳定性的重要因素。
数值模拟可以通过求解雷诺平均湍流模型（RANS）方程和离散相模型（DPM）方程来描述气相流动的特性，包括速度场、压力场和湍流特性等，从而揭示燃烧器内部气相流动的规律和规律。
3. 水平浓淡煤粉燃烧器内固相流动的数值模拟除了气相流动外，煤粉燃烧器内的固相流动也是十分复杂的，研究固相流动对优化燃烧过程至关重要。
数值模拟可以通过求解颗粒流体动力学（PFD）方程来描述固相颗粒的运动和燃烧过程，其中包括颗粒的输运、碰撞和燃烧过程，为燃烧器内固相流动的规律和规律提供重要信息。
4. 水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的耦合数值模拟气固两相流动是水平浓淡煤粉燃烧器内最为复杂的部分，气相流动和固相流动之间存在多种相互作用和耦合关系。
数值模拟可以通过耦合求解气相流动和固相流动的方程来综合分析气固两相流动的特性，包括颗粒的输运、燃烧和热力学参数的耦合关系，为水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的整体特性提供全面的理论支持。
5. 水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟在煤粉燃烧工程中的应用水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟在煤粉燃烧工程中具有重要的应用价值，可以为燃烧器的设计和运行参数优化提供重要的理论和技术支持。
催化裂化提升管进料区新型助流剂技术的CFD模拟陈昇;范怡平;闫子涵;李飞;王维;卢春喜【摘要】为改善提升管进料区气固两相混合状况、消除二次流对近壁面处返混的影响，提出了一种新型助流剂技术。
该技术在边壁处形成一层助流剂“保护层”，可阻止进料射流与催化剂在边壁处过长接触。
通过三维CFD模拟对比了3种助流方式（逆流式、顺流式、交叉式）对传统进料区催化剂与进料混合和边壁返混的改进效果，并对最佳方式下助流剂量做进一步的优化。
结果表明，逆流式助流方式最理想，交叉式助流方式最差。
合适的逆流式助流方式（如助流剂注入量为进料相总流率的15%时）可改善进料区催化剂与进料相混合，抑制二次流扩张，明显减弱近边壁处（|r/R|>0.9）返混强度。
%To improve the gas-solid two-phase mixing and eliminate the effect of secondary flow on the back-mixing near the riser wall in the feedstock injection zone, a novel fluidizer technology is proposed. A protective layer is produced by fluidizer to prevent long-duration contact between catalysts and feed near the wall. Three schemes for this technology (reverse-impact, concurrent-flow and crossed schemes) are used to improve the catalyst-feed mixing and back-mixing near wall by using 3-D CFD simulation. The amount of fluidizer of the optimal scheme is further optimized. The results show that the best is the reverse-impact scheme and the worst is the crossed scheme. The optimal reverse-impact scheme(when the mass flux of fluidizer is equal to the 15% mass flux of feed) can improve the catalyst-feed mixing, prevent the expanding of secondary flow and weaken the intensity of back-mixing at the |r/R|>0.9 near the wall.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)008【总页数】12页(P3179-3190)【关键词】提升管;进料区;二次流;助流剂;流化催化裂化;能量最小多尺度模型;计算流体力学【作者】陈昇;范怡平;闫子涵;李飞;王维;卢春喜【作者单位】中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249; 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190;中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249;中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190;中国石油大学北京重质油国家重点实验室，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TE624流化催化裂化（fluid catalytic cracking，FCC）是一种重要的石油加工工艺。
立磨机内部气固两相流的模拟分析立磨机是一种理想的大型粉磨设备，广泛应用于水泥、电力、冶金、化工、非金属矿产加工等行业。
它集破碎、干燥、粉磨、分级输送于一体，生产效率高，可将块状、颗粒状原料磨成要求的粉状物料。
由于其内部流动与换热过程复杂，其中包括湍流、漩涡以及相变等现象，目前对其内部具体流动和换热尚不完全清楚。
实验研究虽能较准确地核定立磨的能力、出磨成品细度和水分，但无法获得其内部各物理场细节及相关的参数。
如果用实验的方法研究，不仅费时，而且需要大量的实验研究经费，实施过程相对困难。
随着计算流体力学和计算机技术的发展，使得立磨系统模拟研究已成为可能。
立磨内部过程的合理性研究，能够较准确模拟出内部各物理场的细节，有助于对磨内流动现象的认识，有助于磨机的操作和系统的改进工作。
一、立磨结构及工作原理立磨具体结构见图1。
入磨物料由喂料导槽送入磨盘中心，物料在离心力的作用下，甩到磨辊下被碾压粉碎，经粉碎的物料在离心力的作用下移至盘边沉入到喷口环内，并依靠高速风将其吹起、吹散，金属、大块的重矿石将沉降到喷口环底部集料槽内，然后送至出口排出。
细粉被气流带到立磨上部空间，随气流进入分离器进行分选，成品随同气体进入后续的收尘器收集，粗粉又循环到磨盘中部再次粉磨。
粗粉、粗颗粒被抛起，随着风速的降低，使其失去依托，沉降到盘面上，靠离心力进入压磨轨道进入新一轮的循环碾压。
在多次循环碾压中，颗粒与气体之间传热使水分蒸发。
一二、立磨模型及求解方法1．立磨类型和模型简化本课题拟以NRM56．4辊式磨为研究对象。
在立磨运行过程中，运动部件有磨盘、磨辊和笼形转子选粉机。
入磨物料经磨辊碾压之后，在磨盘离心力的作用下向磨机的环缝运动，此过程是物料运动过程，为简化模型和计算，假设物料均匀静止地分布在环缝上；磨盘、磨辊在碾磨物料的过程中也是运动的，假设磨盘和磨辊也是静止的；笼形转子选粉机既规范了立磨内部的气流场，又有效地分选了粗细颗粒。
第25卷第3期燃 料 化 学 学 报Vol.25 No.3 1997年6 月J O U RN A L O F FU EL CHEM IST RY AN D T EC HNO LO GY Jun. 1997 气固流化床反应器内双流体力学模型及其验证Ⅰ.数学模型和计算方法张 锴 张济宇 张碧江(中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,太原030001)摘 要 从湍流两相流理论出发,详细推导了描述气固流化床内两相流动的双流体力学模型,根据方程的封闭性原理给出了所需本构关系的表达式;针对模型方程的非线性、耦合性和形式相同等特点,集合气固流化床内εg+εs=1及εs<εs,ma x的限制,在数值计算上提出了改进的SIM PL E算法。
在微型计算机上开发了CA SI CC软件包,其计算程序在N D P Fo r tra n环境下执行,可以给出稳态或非稳态的二维直角坐标系或园柱坐标系下,气、固相速度场、压力场和各相体积分数这些基本变量的数值解,然后用Bo r land C++语言开发的绘图程序给出描述床内流体动力学的直观图象。
关键词 气固流化床反应器,双流体力学模型,改进的SIM PL E算法,C ASICC软件随着数值计算方法及计算机应用技术的不断发展,用流体力学方法分析化学反应器内流动、传递和反应特性,已引起许多学者的极大关注,并已成为计算化学工程的重要组成部分。
推导气固流化床内多相流体力学模型常用的方法主要有以下三种:①从连续介质理论出发,在单相流动方程中增加气、固之间的作用项,直接推广到两相流[1];②利用非平衡热力学法[2,3];③用颗粒流动的动理学理论分析[4]。
为了使湍流模型更好地符合实验结果,Spalding 在条件取样技术揭示了湍流区域中两种不同状态(温度、速度等)流体在同一空间共存事实的基础上,提出了“湍流的双流体模型”[5],其后,Spalding学派针对燃烧过程中气液两相体系作了大量工作。
260理论研究 装甲车辆在行驶过程中极易诱发沙尘环境，将会对散热器性能发挥产生重要影响[1]，因此研究沙尘对散热器散热性能的影响规律具有重要意义。
由于沙尘在散热器内流动形式主要是冲刷管束，因此本文以圆管为研究对象，采用欧拉-拉格朗日法[2]，利用离散相模型（discrete phase model，DPM）和相间耦合的SIMPLE 算法，对圆管气侧和水侧流场进行三维数值仿真计算，研究了沙尘对散热器散热性能影响规律，为散热器优化设计提供理论依据。
1 物理模型及网格划分 根据圆管几何参数，利用Pro/E 软件建立三维实体模型和气、水两侧计算域，然后利用Mesh 网格划分工具对计算域进行网格划分，得到网格总数323266个，节点数189684个，三维实体模型及网格划沙尘掠过圆管气固两相流数值模拟司小雨1,骆清国1,桂 勇1,周 亮2,刘红彬1,孙志新1（1.装甲兵工程学院机械工程系, 北京 100072;2.陆军装甲兵军代局驻长春地区军代室,长春 130103）摘 要：为计算沙尘对圆管散热性能的影响规律，根据其几何参数建立了计算域物理模型，然后基于Fluent 数值仿真软件，采用离散相模型（discrete phase model，DPM）和相间耦合的SIMPLE 算法，对圆管气侧和水侧流场进行三维数值仿真计算，研究结果表明：沙尘颗粒的加入有利于提高散热效果，同时气侧换热系数随沙尘体积分数的增大而增大，随粒径的增大而减小。
关键词：圆管；气固两相流；离散相模型DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.236图1 圆管三维实体模型及网格划分方向与入口平面垂直，速度和温度根据实际工况设定。
（2）出口边界条件：出口边界均采用压力出口边界条件，相对大气压力的值为0Pa。
（3）固体壁面边界条件：除了入口、出口和内部边界条件以外，其他的都默认为壁面边界，热辐射较小，忽略不计。
（4）离散相边界条件：采用随机轨道模型，入口和出口设置为逃逸条件，壁面处设置为反射条件。
