二維及三維矩形噴動床中大顆粒流場特性數(shù)值研究
發(fā)布時間:2020-12-05 10:06
噴動床最早出現(xiàn)于上世紀(jì)50年代中期,起初主要作為干燥設(shè)備用于對小麥、稻谷等農(nóng)作物的烘干處理,由于其內(nèi)部顆粒有規(guī)律的循環(huán)攪動,使得噴動床技術(shù)各種新的應(yīng)用被研究者們不斷發(fā)掘出來,現(xiàn)已普遍應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、金屬冶煉、化工生產(chǎn)、食品加工、制藥研制等諸多領(lǐng)域。在對噴動床氣固兩相流進(jìn)行探究時,傳統(tǒng)上以理論分析和試驗方法為主,隨著所考慮影響因素的增加,使得實驗成本加重,再者由于現(xiàn)階段測量手段的制約,導(dǎo)致探究設(shè)備內(nèi)部流動結(jié)構(gòu)、流變規(guī)律變得非常困難。近年來,隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和數(shù)學(xué)數(shù)值算法的逐漸完善,使得以計算流體力學(xué)為基本原理的數(shù)值計算逐漸發(fā)展為探索噴動床內(nèi)流動的重要手段之一。本文采用歐拉-歐拉雙流體模型與顆粒動理學(xué)理論相結(jié)合進(jìn)行數(shù)值計算研究,分別分析了不同填充高度和不同維度下矩形噴動床中大顆粒流場的流動規(guī)律。為節(jié)約計算資源,模擬中不同維度噴動床的幾何模型均采用軸(軸面)對稱的形式劃分網(wǎng)格。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:第一部分:針對Zhang等[20]的矩形噴動床選用五種不同的曳力模型和四種不同的徑向分布函數(shù)模型分別進(jìn)行數(shù)值計算,從而得到不同模型下的顆粒體積分?jǐn)?shù)分布云圖、顆粒軸向...
【文章來源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
噴動床內(nèi)部流場的噴動結(jié)構(gòu)示意圖
圖 2-1 CFD 軟件包之間的關(guān)聯(lián)圖1 氣固兩相流基本方程雙相流模型中將氣固兩相均當(dāng)做連續(xù)相進(jìn)行處理,因此固體顆粒相可以采用跟氣同的基本控制方程形式,此時固體顆粒相便具有流體的一些性質(zhì),如固相粘度和固力。.1 質(zhì)量守恒方程質(zhì)量守恒是研究流體問題首要達(dá)成的前提條件,其方程的推導(dǎo)可采用 Euler 觀點針對微元控制體根據(jù)質(zhì)量守恒定律導(dǎo)出相應(yīng)的方程,即氣固兩相質(zhì)量守恒方程為氣相g gt g g gt (2固相 t t (且滿足gt (式中,αg、α 分別為氣、固兩相的體積分?jǐn)?shù),gg
西北大學(xué)碩士學(xué)位論文2.3 幾何建模和網(wǎng)格劃分2.3.1 幾何建模本小節(jié)主要介紹了二維和三維矩形噴動床幾何模型的創(chuàng)建以及網(wǎng)格劃分,其中對三維噴動床幾何模型的創(chuàng)建以 Zhang 等[20]實驗中所用設(shè)備尺寸為參考,當(dāng)床體厚度取 0 值時為二維噴動床。在這兩個不同維度上噴動床的氣體入口都位于錐體底部中心位置處,窄縫入口寬度均為 30mm,見表 2-1 和圖 2-2 所示:
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同曳力模型及顆粒碰撞恢復(fù)系數(shù)對短接觸旋流反應(yīng)器內(nèi)氣固流場的影響[J]. 王振波,張玉春,徐春明. 化工學(xué)報. 2014(06)
[2]不同氣速下噴動床噴泉區(qū)顆粒特性的模擬分析[J]. 張彩虹,黃立新,謝普軍,游鳳,張耀雷. 化工進(jìn)展. 2013(04)
[3]氣固循環(huán)床上行兩相流顆粒曳力系數(shù)研究[J]. 黃衛(wèi)星,諸海碧,黎梅,李海龍,祝京旭. 四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版). 2008(02)
[4]液—液旋流分離管中強(qiáng)旋湍流的RNGk-ε數(shù)值模擬[J]. 陸耀軍,周力行,沈熊. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 1999(03)
[5]噴動床發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 祝京旭,洪江. 化學(xué)反應(yīng)工程與工藝. 1997(02)
碩士論文
[1]核燃料包覆噴動床氣固流動特性模擬研究[D]. 麥錫源.中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2015
本文編號:2899283
【文章來源】:西北大學(xué)陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
噴動床內(nèi)部流場的噴動結(jié)構(gòu)示意圖
圖 2-1 CFD 軟件包之間的關(guān)聯(lián)圖1 氣固兩相流基本方程雙相流模型中將氣固兩相均當(dāng)做連續(xù)相進(jìn)行處理,因此固體顆粒相可以采用跟氣同的基本控制方程形式,此時固體顆粒相便具有流體的一些性質(zhì),如固相粘度和固力。.1 質(zhì)量守恒方程質(zhì)量守恒是研究流體問題首要達(dá)成的前提條件,其方程的推導(dǎo)可采用 Euler 觀點針對微元控制體根據(jù)質(zhì)量守恒定律導(dǎo)出相應(yīng)的方程,即氣固兩相質(zhì)量守恒方程為氣相g gt g g gt (2固相 t t (且滿足gt (式中,αg、α 分別為氣、固兩相的體積分?jǐn)?shù),gg
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同曳力模型及顆粒碰撞恢復(fù)系數(shù)對短接觸旋流反應(yīng)器內(nèi)氣固流場的影響[J]. 王振波,張玉春,徐春明. 化工學(xué)報. 2014(06)
[2]不同氣速下噴動床噴泉區(qū)顆粒特性的模擬分析[J]. 張彩虹,黃立新,謝普軍,游鳳,張耀雷. 化工進(jìn)展. 2013(04)
[3]氣固循環(huán)床上行兩相流顆粒曳力系數(shù)研究[J]. 黃衛(wèi)星,諸海碧,黎梅,李海龍,祝京旭. 四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版). 2008(02)
[4]液—液旋流分離管中強(qiáng)旋湍流的RNGk-ε數(shù)值模擬[J]. 陸耀軍,周力行,沈熊. 水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯). 1999(03)
[5]噴動床發(fā)展與現(xiàn)狀[J]. 祝京旭,洪江. 化學(xué)反應(yīng)工程與工藝. 1997(02)
碩士論文
[1]核燃料包覆噴動床氣固流動特性模擬研究[D]. 麥錫源.中國科學(xué)院研究生院(上海應(yīng)用物理研究所) 2015
本文編號:2899283
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