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循环流化床锅炉炉膛内气固两相流的数值模拟王建军;李东芳;姬广勤;金有海【期刊名称】《锅炉技术》【年(卷),期】2010(041)003【摘要】利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉(CFBB)炉膛内气固两相流的宏观流动特性进行了数值模拟.将炉膛压降沿轴向的分布规律与理论值对比,验证了本次数值模拟计算的准确性.通过定性与定量分析,得到炉膛内颗粒固含率呈中心高,边壁低的"环-核"流动结构及颗粒轴向速度中心处向上,边壁处向下的内循环流动形式.另外,改变操作气速与质量循环流率,沿轴向炉膛中下部区域及沿径向边壁区颗粒固含率分布的影响比较显著.同时,操作条件对颗粒轴向速度的影响都表现为中心区域颗粒向上速度变化的效果要显著于边壁处向下运动速度的变化.边壁处的气固两相流动规律还有待于进一步研究.【总页数】6页(P21-26)【作者】王建军;李东芳;姬广勤;金有海【作者单位】中国石油大学(华东)机电工程学院,山东,东营,257061;海洋石油工程股份有限公司,河北,塘沽,300451;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东,东营,257061;中国石油大学(华东)机电工程学院,山东,东营,257061【正文语种】中文【中图分类】TK227.1【相关文献】1.循环流化床锅炉冷渣器内气固两相流场的数值模拟 [J], 许用权;李永星;杨冬;陈听宽2.循环流化床锅炉旋风分离器内气固两相流动的数值模拟 [J], 苏虎;曾先茂;唐勇;顾汉阳;郭烈锦3.炉膛四角切向深度分级气固两相流的数值模拟 [J], 王小鹏;王志珣;王永旭4.循环流化床锅炉旋风分离器内气固两相流动的数值模拟 [J], 苏虎;曾先茂;霍锁善;谢佳;顾汉阳;郭烈锦5.纵向涡发生器排数对三维喷动床内气-固两相流动影响数值模拟 [J], 张洁洁;尚灵祎;吴峰;马晓迅;杨剑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基金项目:国家自然科学基金(50576106)收稿日期:2008-01-18 修回日期:2008-02-27第26卷 第3期计 算 机 仿 真2009年3月文章编号:1006-9348(2009)03-0272-04循环流化床气固两相流动模拟白志刚,杨 晨(重庆大学动力工程学院,重庆400044)摘要:循环流化床已被广泛用于能源、化工、环保等工业领域,但由于流化床内两相流动、传热及化学反应的物理机理和作用规律复杂性,目前为止对流化床的认识还远远不能令人满意,因此了解流化床内流动机理对循环流化床的设计和运行有深远的指导意义。
针对循环流化床燃烧技术,建立了描述其炉内气固运动特性的三维数学模型,用F l uen t 软件作计算工具,利用欧拉双流体模型(EULER I AN-EULER I AN)对流化床内的颗粒浓度分布、颗粒速度分布和床内压力分布等进行了三维数值模拟,计算结果表明:在床内固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同流化风速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大,在相同的物料循环量,沿床高压降随着流化风速的增加而减小。
关键词:循环流化床;气固运动特性;数值研究中图分类号:TK16 文献标识码:ANu m erica l Si m ulati on of Gas -Soli d F l ow i n CFBBA I Zh i-gang ,YANG Chen(Pow er Eng i neer i ng Co llege ,Chongqi ng U nivers it y ,Chongqi ng 400044,China)ABSTRACT :C ircu lati on fl u i d i zed bed (CFB)has been used i n m any fie l d such as energy ,che m ical eng i neeri ngand env iron m ent etc .Bu t the understand i ng o f flui d ized bed is i n a l aggard place because o f the comp licated m echa n is m and i nteracti on a m ong hydrodyna m i cs ,heat transfer and combustion ,so t he understandi ng of co m pli cated hydro dynam i cs in CFB reactor is s i gnificant to the design and ope ration o f CFB.An Eu l e r t w o-flui d model is estab lished to s i m u l a te the gas-partic l e t urbu l ent flo w i n a CFB reactor wh i ch adopts t he techno l ogy o f co m busti on to re tro fit i n th i s pape r .The model is coded to s i m u l a te the t hree-di m ensiona l fl ow i n t he CFB by m eans of FLU ENT CFD soft ware and the affec tion o f the so lid phase concentra tion d i str i bu tion .The so li d phase ve l oc ity and pressure distr i bution of CFB are st udied and ana lyzed .The resu lts show tha t the fl ow pa ttern i n t he secti on of a CFB consists o f a core-annu l a r fl ow reg i m e i n w hich the so li d density near the wa ll reg i on is higher than that i n the cen ter o f the reactor ;t he pa rtic l es m ove fro m the center to t he annu lar zone i n the sa m e section ;at the fi xed fl u i d i zed a i r ve l oc ity ,t he press ure drop in the reactor i ncreases w ith the i ncrease o f c i rculati ng m ass and the pressure drop i n t he reactor decreases w it h the i ncrease o f t he flui d ized a ir veloc it y w it h t he sa m e c irculati ng m ass .KEY W ORDS :Characteristics o f gas-soli d flo w;N u m er ica l si m ulati on1 引言能源与环境是当今世界发展的两大问题,而石油资源日益紧张,使世界各国将能源结构的比例从燃油(天然气)向煤转移,我国是产煤大国,已经探明的煤的储存量达到八亿多吨,目前一次能源消耗中煤炭占76%,在可见的今后若干年内还有上升的趋势,而且这些煤炭中又有84%是直接用于燃烧的,但其燃烧的效率不高,并且燃烧所排出的大气污染物还没有得到有效的控制,可见发展高效的清洁煤燃烧技术是亟需解决的问题。
基于Fluent软件的流化床的气固两相流模型研究基于Fluent软件的流化床的气固两相流模型研究1. 引言气固两相流是指气体和固体颗粒同时存在且相互作用的流体系统，其广泛应用于化工、能源、环境等领域。
其中，流化床是一种常见的气固两相流设备，其特点是颗粒床层的非均匀性和颗粒与气体之间的复杂相互作用。
为了更好地理解和优化流化床的性能，研究人员创造了各种流态模型，并利用计算流体力学（CFD）软件进行模拟和研究。
本文将介绍基于Fluent软件对流化床的气固两相流模型进行的研究。
2. 模型建立基于Fluent软件对流化床的气固两相流模型进行研究首先需要建立适当的数学模型。
在模型建立过程中，考虑到颗粒的二维流动特性，我们采用了欧拉-拉格朗日方法，即将流体相视为连续介质，颗粒相视为离散颗粒。
然后，我们引入了连续相动力学方程和离散相运动方程，以描述气固两相之间的相互作用。
其中，连续相动力学方程包括连续相速度、压力和密度的变化等，离散相运动方程则考虑了颗粒的运动速度和位置等。
3. 模型求解在建立气固两相流模型后，我们利用Fluent软件进行数值求解。
首先，根据实际流化床的几何尺寸和操作条件，对计算域进行网格划分，并设定边界条件。
然后，通过求解连续相动力学方程和离散相运动方程，我们可以获得气固两相流的速度场、浓度场以及压力场等结果。
通过对结果进行分析和比较，我们可以得到流化床内气固两相之间的相互作用规律。
4. 结果与讨论根据模型求解的结果，我们可以得到一系列流化床内气固两相流的特性参数，如颗粒床层的压降、气固两相的混合程度等。
通过对这些参数的分析，可以评估流化床的性能，进而优化流化床的设计和操作。
此外，还可以对流化床的内部流动特征进行研究，如颗粒的运动规律、颗粒间的碰撞等，以深入理解流化床的工作原理。
5. 研究的局限性与展望通过基于Fluent软件对流化床的气固两相流模型的研究，我们可以得到一定的研究结果和结论。
气液两相流的数值模拟研究一、前言气液两相流在化工、石油、医药、环境等领域有着广泛的应用。
受复杂流体力学问题和实验难度大的限制，气液两相流的数值模拟成为研究的主要手段之一。
本篇文章将探讨气液两相流数值模拟的现状和发展方向。
二、气液两相流模型气液两相流的数值模拟是指通过计算机数值模拟方法对气液两相流的过程进行计算预测的过程，模型选择和建立是数值模拟的关键环节之一。
1.流体动力学模型流体动力学模型主要考虑流场的宏观特性，流体视为连续介质，方程组包括质量守恒、动量守恒和能量守恒等方程。
此模型适用于微尺度气泡和液滴数较少的情况。
2.多相流动模型多相流动模型将气液两相作为两种不同的物理介质，其流动是非连续性的，不同于单相流动模型，需要考虑多个相之间流动的交互作用。
常用的多相流动模型有界面追踪法、Euler-Euler方法、Euler-Lagrange方法等。
3.离散元模型离散元模型主要考虑颗粒间相互作用，颗粒被视为刚体，通过颗粒间作用力学来描述粒子移动、碰撞、断裂等运动过程。
此模型适用于凝聚、粘附、颗粒运动较多的气液两相流。
三、气液两相流数值模拟方法气液两相流的数值模拟方法有多种，以下为常用的数值模拟方法。
1.有限体积法有限体积法将流场分为小的控制体，以格子中心的物理量来表示流场特征，并通过有限差分方式离散处理控制体边界，二次精度和高精度的算法可以在模拟气液两相流时减少精度误差。
2.有限元法有限元法将计算区域分解为无限小的单元，用连续物理场的试验函数来描述流场，通过离散计算相邻单元之间的交互作用来求解流场。
此方法适用于多物理场耦合问题。
3.格子Boltzmann方法格子Boltzmann方法将流体粒子离散在格子上，通过Boltzmann方程来描述流体的运动，通过背反演逆过程将宏观流场转换为微观状态，再根据微观状态模拟宏观流场，其有优秀的高精度和高效性能，但对于多相流有一定局限。
四、气液两相流数值模拟的进展气液两相流数值模拟在几十年的发展中，已经得到了较大的进展，但仍有一些问题亟待解决。
《基于MP-PIC对循环流化床提升管内气固流动》篇一一、引言循环流化床（CFB）技术是近年来广泛应用于化工、能源、环保等领域的先进技术之一。
在CFB系统中，提升管作为关键部件之一，其内部的气固流动特性对系统的运行性能和稳定性具有重要影响。
为了更好地理解和控制提升管内气固流动，研究者们不断探索新的数值模拟方法。
其中，多相流模型（MP-PIC）被广泛应用于复杂流体系统的数值模拟中，对于研究循环流化床提升管内气固流动具有重要的应用价值。
本文将基于MP-PIC对循环流化床提升管内气固流动进行深入研究，并分析其结果。
二、MP-PIC模型概述MP-PIC模型（多相流粒子云模型）是一种用于模拟复杂流体系统中气固两相流动的数值方法。
该模型通过追踪大量粒子（包括气体和固体颗粒）的运动轨迹，以及它们之间的相互作用力，从而实现对气固流动的精确模拟。
在循环流化床提升管内气固流动的研究中，MP-PIC模型能够有效地描述气体和固体颗粒的相互作用、流动状态以及颗粒的分布情况。
三、基于MP-PIC的循环流化床提升管内气固流动模拟本研究采用MP-PIC模型对循环流化床提升管内气固流动进行数值模拟。
首先，建立合理的物理模型和数学模型，包括提升管的几何尺寸、操作条件、颗粒物性等参数。
然后，通过求解MP-PIC模型中的控制方程，得到气固两相的速度场、浓度场等流动参数。
最后，对模拟结果进行后处理和分析，以揭示提升管内气固流动的规律和特点。
四、模拟结果与分析1. 速度场分析：通过MP-PIC模型模拟得到的气固两相速度场表明，在提升管内，气体和固体颗粒的速度分布不均匀。
气体速度较大，主要分布在管道中心区域；而固体颗粒受到气体曳力和重力的作用，速度较小且分布较为分散。
此外，在管道壁面附近，由于壁面摩擦和颗粒碰撞等因素的影响，速度梯度较大。
2. 浓度场分析：模拟结果还表明，在提升管内，固体颗粒的浓度分布也不均匀。
在管道中心区域，由于气体携带作用较强，颗粒浓度较低；而在管道壁面附近，由于颗粒沉积和碰撞等因素的影响，颗粒浓度较高。
