颗粒黏度模型对采用欧拉多相流模型模拟超密相颗粒流动行为的影响

作者：姚晶星; 杨遥^*; 黄正梁; 孙婧元; 王靖岱; 阳永荣

来源：化工学报, 2020, 71(11): 4945-4956.

• 移动床
• 多相流
• 颗粒流
• 数值模拟
• 计算流体力学

颗粒黏度是欧拉多相流模型计算固体流动的重要参数之一,其数值大小依赖于摩擦压力和径向分布函数。通过与实验值对比,评估了常用的摩擦压力模型(Based、Johnson)和径向分布函数模型(Lun、Syamlal O’Brien)对密相颗粒流动体系的预测能力。模拟结果表明,Johnson模型的固体体积分数预测值低于Based模型;Syamlal O’Brien模型固体流率的预测值远大于Lun模型。采用根据实验结果修正的欧根系数后,BasedLun、Johnson-Lun和Johnson-SO模型组合预测的平均压降相对误差分别由68.6%、73.3%和78.2%降低至13.2%、29.7%和42.3%。综合考虑压降、固体出口质量流率、固体体积分数、壁面区域固体速度的模拟结果与实验值的偏差,发现Based-Lun模型组合的平均预测误差最小,适用于气固移动床的欧拉多相流模拟。研究还发现,欧根系数与内摩擦角对固体速度与压降有着显著的影响,而临界固含率对固体速度与压降的影响较小。

• 单位
  浙江省化工高效制造技术重点实验室; 浙江大学; 化学工程联合国家重点实验室; 生物工程学院