布風板結(jié)構(gòu)對煤氣化流化床流動特性的影響研究.pdf

1、流化床氣體分布的均勻性對于流體的流動特性、傳熱、傳質(zhì)和化學反應都具有重要作用，是影響流化床流化的重要因素。流化床進風方式及氣體布風板結(jié)構(gòu)有多種形式，但都應滿足均布氣流的基本條件。如果流化床氣體分布不均，會使固體顆粒在床層分布不合理，造成固體顆粒分布不均勻，影響床內(nèi)固體顆粒的整體流化。因此，對于流化床中流體流動行為的研究是很有必要的，其具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　本文運用計算流體力學方法對流化床內(nèi)氣固兩相流動特性進行了數(shù)值模擬研究

2、，比較了平板、∧形、∨形和斜板四種分布板流化床的氣泡運動特性，分析了不同傾角對∧形、∨形和斜布風板流化床固體顆粒體積分數(shù)和速度分布的影響，并進一步研究了開孔率和開孔直徑對流動特性的影響，得到主要研究成果如下:
　　(1)基于歐拉-歐拉雙流體模型和Gidaspow氣固相曳力模型，建立了單噴管平板流化床氣固兩相流動數(shù)值模型。采用標準k-e、RNG k-e和Realizable k-e湍流模型對單噴管平板流化床進行數(shù)值模擬計算，得到了氣

3、泡運動特性，通過數(shù)值模擬結(jié)果與實驗結(jié)果比較，確定了較合適的流化床氣固兩相流動的數(shù)值模型。
　　(2)對平板、∧形、∨形和斜板四種布風板結(jié)構(gòu)流化床的氣泡運動特性進行了數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)采用這四種布風板結(jié)構(gòu)時氣泡運動特性相同。當沿徑向選用非均勻布風方式時，高風速區(qū)氣相攜帶固體顆粒向上運動，低風速區(qū)的床層阻力較小，固體顆粒在重力作用下向下運動，從而形成了床內(nèi)的環(huán)核循環(huán)運動。
　　(3)比較了平板、∧形、∨形和斜板四種布風板流化床固

4、體顆粒體積分數(shù)沿徑向的分布特性，得到平板布風流化床固體顆粒平均體積分數(shù)波動最大，∧形、∨形和斜板三種布風板波動較小，且后三者分布曲線較為接近。
　　(4)分析了∧形和∨形布風板不同傾角下床內(nèi)固體顆粒體積分數(shù)和速度分布，得到布風板傾角為20°～30°時床內(nèi)固體顆粒分布比較均勻，沿徑向速度梯度較大，氣固相混合特性較好。
　　(5)分析了斜布風板不同傾角下床內(nèi)固體顆粒體積分數(shù)和速度分布，得到不同傾角下的流化床內(nèi)固體顆粒分布基本一致