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题名基于结构双流体模型的循环流化床全回路模拟
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作者
王雅彬
赵碧丹
徐繁
兰斌
王军武
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机构
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
中国科学院过程工程研究所介科学与工程全国重点实验室
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出处
《化工进展》
北大核心
2025年第8期4500-4512,共13页
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基金
国家自然科学基金(22378399,22478421)
中国石油大学(北京)科研启动基金(2462024YJRC012,2462024YJRC008)
中国科学技术协会青年人才托举工程(2022QNRC001)。
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文摘
循环流化床全回路系统广泛应用于能源、化工等领域,系统中普遍包含提升管、非机械密封仓、旋风分离器、料腿等复杂结构。随着操作条件变化,一方面系统中出现跨流域流化特性,另一方面系统中也普遍存在颗粒聚团、气泡等非均匀介尺度结构。合理量化循环流化床全回路系统中的流动/传递特性,对优化操作条件及反应器结构、寻找全回路系统的放大规律至关重要。本文作者课题组前期工作已初步证明基于介科学中多尺度分解思想构建的结构双流体模型可从模型架构上兼顾控制方程及本构关系均考虑非均匀介尺度结构影响,它具有针对气固复杂系统多流域情况下的准确模拟能力。由于循环流化床全回路系统平衡压降困难、构体结构复杂、需要满足连续操作等条件,三维全回路系统快速准确模拟一直备受制约。因此,本文尝试利用结构双流体模型刻画两类无机械阀控制的循环流化床全回路系统中的气固流动特性。模拟结果显示:与实验数据相比,结构双流体模型可准确预测床内气固复杂流动特性,如轴向固体浓度、径向固体浓度、径向速度与压降分布等;该模型在多种操作条件下的适用性和鲁棒性良好,且计算效率较高,更适用于预测稠密气固两相流系统,因此为工业尺度的循环流化床系统优化设计与放大奠定坚实的基础。
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关键词
计算流体力学
多相流
流化床
数值模拟
全回路模拟
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Keywords
computational fluid dynamics
multiphase flow
fluidized-bed
numerical simulation
full-loop simulation
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分类号
TQ021.1
[化学工程]
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