三维整体式喷动-流化床结构优化与流动数值模拟

作者：杨春玲; 白谨豪; 吴峰^*; 马晓迅; 杨剑

来源：高校化学工程学报, 2019, 33(06): 1415-1423.

DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2019.06.016

• 流化床
• 多喷嘴喷动
• 气固两相流动
• 三维
• 流场均匀度
• 数值模拟

为了对环隙区内的颗粒堆积层产生局部流化作用,提出了一种在喷动床锥体处开一定数量侧喷嘴的整体式多喷嘴喷动-流化床结构,并采用双流体模型(TFM)对三维整体式多喷嘴喷动-流化床内的气固两相流动行为进行了数值模拟。通过计算流体力学(CFD)模拟获得了喷动床内颗粒体积分数、颗粒速度及流场均匀度分布情况,并将模拟结果与传统喷动床进行了对比,同时对锥体处开孔直径等关键参数进行了优化分析。结果表明:与常规喷动床相比,三维整体式多喷嘴喷动-流化床结构能有效增强喷动床环隙区与喷射区颗粒的径向混合,特别是流化了喷动床环隙区底部颗粒的流动死区。颗粒流场均匀度(CV)值随着床层高度的增加而上升,表明多喷嘴对颗粒流场的均匀化效应主要体现在喷动床柱锥区,当Ai/Az=0.67时,侧喷嘴对喷动-流化床内整体的颗粒流化作用达到最佳。

• 单位
  西北大学; 陕北能源先进化工利用技术教育部工程研究中心; 西安交通大学