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为了准确模拟中温烟气脱硫的循环流化床(CFB)反应器内的脱硫过程,本文首先采用欧拉双流体方法研究了床内的稠密气固两相流动,讨论了表征气固两相相互作用的关键参数-曳力模型,并对适于均匀流动的经典曳力模型进行了颗粒团聚所致的非均匀效应的修正.计算的床内存料量和总压降与实测值之间的误差均小于5%.本研究为中温脱硫过程的优化和降低能耗奠定了流体力学基础.

关键词: CFB , 数值模拟 , 曳力模型 , 双流体模型 , 颗粒团聚

陶瓷干法制粉机搅拌轴偏心距对颗粒分散性的影响

吴南星 , 廖达海 , 占甜甜

硅酸盐通报

针对陶瓷干法制粉机制粉过程中颗粒的分散性问题,基于双流体模型模拟分析制粉过程颗粒的分散性及实验验证模型的可靠性.鉴于陶瓷干法制粉机建立物理模型并通过CFD软件模拟制粉过程,模拟研究搅拌轴偏心距在制粉过程中对颗粒分散性的影响.模拟结果表明:当偏心距为20 mm、30 mm、40 mm时,颗粒的体积占造粒室体积依次为53％、54％、52.5％,分布在颗粒堆积密度为0.4 kg/m3以上范围内的颗粒体积占造粒室体积分别为10％、3％、6％,说明搅拌轴偏心距对整体颗粒的体积分布大小影响较小,但对堆积密度大的颗粒体积分布影响较大,且在搅拌轴偏心距为30 mm时颗粒的分散性最佳.同时模拟结果与实验数据趋势相吻合,验证了模型的可靠性,表明搅拌轴偏心距为30mm时制粉过程中颗粒的分散性最佳.

关键词: 干法制粉机 , 双流体模型 , 搅拌轴偏心距 , 颗粒分散性

鼓泡流化床流动特性的数值模拟

周继良 , 邹宗树 , 余艾冰

材料与冶金学报 doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2007.02.011

在双流体模型的基础上利用计算流体力学软件(Fluent)对气固鼓泡流化床的流动特性进行了模拟,得到了鼓泡流化床的一种流动形式.计算结果与流态化原理以及文献结果的吻合性好.

关键词: 鼓泡流化床 , 流动特性 , 数值模拟 , 双流体模型

泡状流三维模拟及壁面润滑力模型比较

韩朋飞 , 郭烈锦 , 程兵

工程热物理学报

采用双流体模型耦合界面浓度输运方程,对竖直上升管内泡状流进行了三维模拟.结合Wang(1987)的泡状流测量实验,研究了不同壁面润滑力作用下管道界面含气率的分布特征.通过实验测量结果与各种壁面润滑力模型计算结果的对比,分析了各种模型对含气率分布的影响.结果表明,Tomiyama及Frank的模型具有相似的特性,高估了壁面润滑力的大小.而Antal的模型作用范围过于狭小,对气泡分布的峰值的预测偏差很大.Hosokawa的模型则较好地预测了本文工况含气率的分布.

关键词: 泡状流 , 壁面润滑力 , 双流体模型 , 界面浓度输运方程

粉末注射成型过程的双流体数学模型

王玉会 , 曲选辉 , 何新波 , 张勇 , 赵丽明

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2008.05.022

为了研究粉末注射成型(PIM)过程特有的偏析现象,提出了等效粉末的概念并引入粉末的拟流体假设;通过引用流体动力学的研究方法建立了PIM过程双流体模型基本控制方程,并对粉末、粘结剂相间作用的表达式及粉末与粘结剂的粘度关系进行了探讨;采用CFX软件分别基于双流体及单流体数学模型对PIM过程进行了数值模拟.结果表明:两者的模拟结果吻合较好,证明了双流体数学模型的可靠性.

关键词: 粉末注射成型 , 偏析 , 双流体模型 , 数值模拟

均匀入口鼓泡流化床的TFM及DEM模拟

张科 , 罗坤 , 樊建人

工程热物理学报

分别运用双流体模型（TFM）及离散元模型（DEM）的软球模型，模拟了二维及三维实验尺度的均匀入口鼓泡流化床内的气固两相流动特性，其中TFM模型结合了气相κ-ε湍流模型，而DEM模型则结合气相κ-ε湍流模型或Smagorinsky亚网格涡黏模型（SGS）。通过对比本文模拟结果与他人实验及计算结果发现，TFM与DEM软球模型都能模拟出鼓泡流化床的特征流态，但DEM软球模型优于TFM模型，且采用不同湍流模型对计算结果影响不大，三维的模拟结果比二维的模拟结果更接近实验数据。

关键词: 离散单元模型 , 软球模型 , 双流体模型 , 鼓泡床 , 大涡模拟

炉内两相流动和煤粉燃烧的双流体-轨道模型

周力行 , 李力 , 李荣先 , 张健

工程热物理学报

本文首次用双流体-轨道(连续介质-轨道CT)模型对大尺寸四角喷燃炉内气粒两相流动及煤粉燃烧进行了模拟.该模型基于欧拉气相方程组、欧拉颗粒连续方程和动量方程以及拉氏颗粒能量和质量变化的方程,对各子模型用k-e-kp两相湍流模型,EBU-Arrhenius湍流燃烧模型,煤粉颗粒的水分蒸发,热解挥发和焦炭燃烧的扩散-动力模型,DO(离散坐标)辐射模型.采用了将坐标扭转一定角度的方法减小入口射流和网格斜交造成的伪扩散.编制了LEAGAPFURNACE-3程序,分别对冷态模型炉内两相流动和大尺寸炉内三维两相流动和煤粉燃烧进行了模拟,并与颗粒轨道(ST)模型的模拟结果进行了对照.采用PDPA对冷态模型炉内气粒两相流场进行了测量.冷态两相流动的模拟与实验结果的对比表明CT模型的模拟结果和实验符合较好,ST模型所得颗粒浓度分布和实验出入较大.热态模拟的结果给出了两相速度,气相温度,组分浓度和壁面热流分布.模拟结果定性合理.模拟结果显示在出口处由于气流旋转,有一局部高温区存在.

关键词: 四角喷燃煤粉炉 , 气粒两相流动 , 煤粉燃烧 , 双流体模型

水平管气力输送最佳经济速度的模拟研究

朱健云 , 杨晓燕 , 归柯庭 , 王芳 , 李庆钊

工程热物理学报

本文建立了三维水平圆管的输送的简化数学模型,运用流体力学软件FLUENT对不同输送浓度的颗粒在水平管中输送的流动情况进行数值模拟.对不同输送工况下的压降损失与气体速度的关系进行了对比分析,并确定了在特定条件下能耗最小的经济速度并与实验数据进行了对比.结果表明计算结果与实验数据基本吻合,用于FLUETNT模拟计算的简化数学模型具有较好的适应性和准确性,研究结果对工程应用具有一定的指导意义.

关键词: 气力输送 , 双流体模型 , 经济速度 , 数值模拟