CFB锅炉宽筛分颗粒临界流化风速研究

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作者 于艺 马有福 吕俊复 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2813-2818,共6页

基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Se... 基于计算颗粒流体力学(CPFD),通过表征常规CFB锅炉床料(Set 1)、增加炉内细颗粒含量(Set 2)和减小初始床支撑料粒度(Set 3) 3种筛分分布的SiO_(2)颗粒,研究颗粒筛分变化对临界流化风速的影响。研究结果表明:在相同床层高度下,Set 1、Set 2和Set 3床料的临界流化风速分别为0.51、0.30和0.20 m/s。表明增加炉内细颗粒含量和减小初始床支撑料粒度均可明显降低临界流化风速。将宽筛分颗粒临界流化风速的数值模拟结果与相关关联式预测结果进行对比,表明ERGUN关联式的预测结果偏差较小,WEN-YU关联式的预测结果明显偏低。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 临界流化风速 宽筛分颗粒 计算颗粒流体力学

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小粒径FCC催化剂在鼓泡流化床中的流化性能研究

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作者 张磊 申宝剑 +5 位作者 高雄厚 张君屹 段宏昌 彭威 黄新俊 方勤珠 《石油学报(石油加工)》 北大核心 2025年第4期1151-1160,共10页

采用计算颗粒流体力学软件模拟工业催化裂化装置再生器内催化剂的流化状态,系统研究了平均粒径50、65、70μm的催化裂化催化剂在二密相床层和稀相空间内的分布规律,考察粒度分布、颗粒密度与细粉含量对床层高度和颗粒质量浓度分布的影... 采用计算颗粒流体力学软件模拟工业催化裂化装置再生器内催化剂的流化状态,系统研究了平均粒径50、65、70μm的催化裂化催化剂在二密相床层和稀相空间内的分布规律,考察粒度分布、颗粒密度与细粉含量对床层高度和颗粒质量浓度分布的影响。结果表明,当催化剂平均粒径由70μm降至50μm时,密相床层高度降低0.6 m,旋风分离器入口催化剂质量浓度由4 kg/m3升高至6 kg/m3。催化剂平均粒径为50~70μm时,增大颗粒密度可提高二密相床层高度,但旋风分离器入口颗粒质量浓度无明显变化,增大颗粒密度无法减少细粉跑损量。移除平均粒径50μm催化剂中粒径小于40μm细粉后,旋风分离器入口颗粒质量浓度降低38.3%,二密相床层高度提高1.4 m,表明移除细粉可以有效降低小粒径催化剂跑损量。 展开更多

关键词 流化催化裂化(FCC) 再生器 小粒径催化剂 平均粒径 计算颗粒流体力学(CPFD) 细粉跑损

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挡板对流化床内气固流动特性的影响

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作者 王成龙 张亚新 +2 位作者 马小林 秦丽 冉文燊 《化学工程》 北大核心 2025年第3期65-70,94,共7页

针对多晶硅生产冷氢化流化床内气固接触不充分的问题,以φ140 mm×1000 mm实验级双层百叶窗挡板流化床反应器为研究对象,基于CPFD(计算颗粒流体力学)方法对反应器内硅粉流动进行冷态模拟,对比模拟值与实验值验证模拟的准确性。考察... 针对多晶硅生产冷氢化流化床内气固接触不充分的问题,以φ140 mm×1000 mm实验级双层百叶窗挡板流化床反应器为研究对象,基于CPFD(计算颗粒流体力学)方法对反应器内硅粉流动进行冷态模拟,对比模拟值与实验值验证模拟的准确性。考察挡板开孔、入口气速变化、颗粒粒径对反应器内气固流动特性的影响,获得反应器内颗粒体积分数分布、颗粒速度分布及压力波动特性。结果表明:开孔型百叶窗挡板流化床内压力波动更小,气泡更小,有利于气固接触;随着入口气速的增加,颗粒分布出现一定程度上的偏流,气泡逐渐变大,颗粒里返混逐渐增强,入口气速为0.117 m/s时,返混较小、未出现明显偏流;宽粒度分布颗粒流化时气泡更小。 展开更多

关键词 百叶窗挡板 流化床 气固流动 入口气速 计算颗粒流体力学

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旋风分离器入口结构对CFB锅炉循环物料分配特性的影响研究

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作者 谢玉婷 刘海玉 +3 位作者 牛俊天 周世豪 李昊 金燕 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3572-3581,I0025,共11页

随着循环流化床锅炉参数不断增大,旋风分离器的数量和尺寸也不断变化,多分离器并联布置时,分离器入口的气固流动容易出现不均匀性,影响炉内燃烧和安全。基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法,对660 M... 随着循环流化床锅炉参数不断增大,旋风分离器的数量和尺寸也不断变化,多分离器并联布置时,分离器入口的气固流动容易出现不均匀性,影响炉内燃烧和安全。基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法,对660 MW超临界CFB锅炉建立全回路几何模型并进行数值模拟,研究分离器入口结构对“H”型布置的六分离器循环物料分配特性的影响。结果表明:中间分离器的入口位置、炉内屏式过热器的布置方式、中间分离器入口的角度和高度,以及炉膛顶部凸起高度对六分离器入口的物料分配均有影响;中间分离器入口位置为前墙“偏心-轴对称”布置,炉内屏为均匀布置时分离器入口颗粒流量偏差较小;随着中间分离器入口角度增大,偏差先减小后增大,65.6°时偏差最小;随着中间分离器入口高度增大,偏差先减小后增大,9.25 m时偏差最小,高度大于9.5 m后,中间分离器入口的颗粒流量大于两边;随着炉顶凸起高度增加,偏差先减小后增大,在300 mm时偏差最小。 展开更多

关键词 循环流化床 计算颗粒流体力学 旋风分离器 物料分配

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连续进出料CFB密相区中颗粒横向运动行为模拟研究 被引量：2

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作者 张贤 葛荣存 +4 位作者 蔡润夏 沈文峰 张守玉 刘青 李瑞欣 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期413-420,共8页

采用计算颗粒流体力学模型（CPFD）,研究了连续进出料条件下,密相区中床料粒径分布及流化风速对床层气固流动结构、颗粒横向运动行为及停留时间的影响。模型尺寸为900 mm×100 mm×1 200 mm。模拟结果显示,床面呈现出左高右低,... 采用计算颗粒流体力学模型（CPFD）,研究了连续进出料条件下,密相区中床料粒径分布及流化风速对床层气固流动结构、颗粒横向运动行为及停留时间的影响。模型尺寸为900 mm×100 mm×1 200 mm。模拟结果显示,床面呈现出左高右低,排渣口上方存在“死区”,随着流化风速的增加,床面高度差及“死区”大小减小,床内颗粒平均停留时间先减小后增大,最后趋于不变,停留时间分布的离散程度增加,床层膨胀度增加,达到一定风速后增加幅度减小。相同风速下,单一粒径与0.3-0.6 mm宽筛分条件下得到的结果基本一致,0.6-1.5 mm宽筛分床内得到平均停留时间要大,停留时间分布函数更为集中。 展开更多

关键词 循环流化床(CFB)锅炉 密相区 气泡 流化风速 横向运动 停留时间 颗粒粒径分布 计算颗粒流体力学

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CPFD在细颗粒料仓下料中的应用 被引量：8

6

作者 赵伟 陆海峰 +1 位作者 郭晓镭 龚欣 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期512-521,共10页

借助计算颗粒流体力学(CPFD)的数值模拟方法,研究了细颗粒玻璃微珠在不同结构料仓内的下料特性,获得了料仓出口直径和半锥角对颗粒下料流动的影响。在实验室可视化下料平台开展了验证实验,模拟结果与实验结果吻合较好。模拟结果表明:下... 借助计算颗粒流体力学(CPFD)的数值模拟方法,研究了细颗粒玻璃微珠在不同结构料仓内的下料特性,获得了料仓出口直径和半锥角对颗粒下料流动的影响。在实验室可视化下料平台开展了验证实验,模拟结果与实验结果吻合较好。模拟结果表明:下料流率与料仓出口直径2.5次方呈正比;料仓半锥角增大,下料流型从质量流过渡至漏斗流。CPFD模拟给出了料仓下料过程的细节信息,并获得了料仓结构对颗粒流动形态转变的临界面相对高度的影响。 展开更多

关键词 计算颗粒流体力学 数值模拟 颗粒流 料仓结构 粉体

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CO_(2)加氢制甲醇工业催化剂结构及操作条件影响模拟研究

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作者 林振利 解勤勤 +5 位作者 谢楠楠 翁俊旗 杨道明 束忠明 叶光华 周兴贵 《洁净煤技术》 北大核心 2025年第6期108-117,共10页

二氧化碳加氢合成甲醇是一种有效的减碳技术,其关键在于开发高性能甲醇合成工业催化剂。基于颗粒分辨计算流体力学,建立了CO_(2)加氢合成甲醇体系从工业催化剂颗粒到固定床反应器的双尺度模型,并利用该模型研究工业催化剂颗粒结构与操... 二氧化碳加氢合成甲醇是一种有效的减碳技术,其关键在于开发高性能甲醇合成工业催化剂。基于颗粒分辨计算流体力学,建立了CO_(2)加氢合成甲醇体系从工业催化剂颗粒到固定床反应器的双尺度模型,并利用该模型研究工业催化剂颗粒结构与操作条件对甲醇合成反应的影响。首先,通过对比试验测得催化剂床层压降,验证了颗粒分辨计算流体力学模型的准确性,其中通过模拟计算得到的压降与试验值相差小于10%。接着,研究了催化剂颗粒的孔径、孔隙率以及粒径对甲醇合成反应的影响,发现当催化剂颗粒孔径为50 nm、孔隙率为0.4时,二氧化碳具有较高转化率的同时,还拥有较高的甲醇选择性,当粒径为8 mm时,在保持高二氧化碳转化率与甲醇选择性时,还能降低床层压降。最后,考察了流速、压力、温度与二氧化碳浓度对反应的影响,发现流速的提高不仅会快速降低二氧化碳转化率,还会增加床层压降;压力的增加使得反应器内的反应物浓度提高,这有利于二氧化碳转化率与甲醇选择性的提高;对于入口温度在515 K附近时,拥有较高的二氧化碳转化率与甲醇选择性,若低于515 K,则反应受到动力学限制不利于二氧化碳转化率提高,若高于515 K则甲醇合成反应受到热力学限制的影响,二氧化碳转化率略微下降;二氧化碳入口浓度的提高则会降低二氧化碳转化率与甲醇选择性。研究结果可以为甲醇合成反应中催化剂结构与操作条件的优化提供一定的理论指导。 展开更多

关键词 二氧化碳加氢 甲醇 颗粒分辨计算流体力学 工业催化剂 固定床反应器

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多纤维捕集过程中细颗粒湍流团聚模拟研究 被引量：1

8

作者 张俪安 刁永发 +3 位作者 楚明浩 贾中坚 沈恒根 孙静 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期4572-4578,共7页

基于随机多层纤维过滤介质算法建立了平板式三维拟态化结构.利用计算流体力学-颗粒群平衡模型(CFD-PBM)对多纤维捕集过程中细颗粒湍流团聚进行数值模拟研究,并采用分区法求解颗粒群平衡方程(PBE).通过控制变量法分析表明:多纤维捕集过... 基于随机多层纤维过滤介质算法建立了平板式三维拟态化结构.利用计算流体力学-颗粒群平衡模型(CFD-PBM)对多纤维捕集过程中细颗粒湍流团聚进行数值模拟研究,并采用分区法求解颗粒群平衡方程(PBE).通过控制变量法分析表明:多纤维捕集过程中存在着明显的颗粒团聚行为.粉尘颗粒的团聚程度随停留时间增加而增强,当t≥l/v(速度方向模型尺寸长度/入口风速),团聚逐渐趋于稳定;当v_(max)·t≤l,入口风速越大,颗粒团聚程度和团聚速率越大,最终的团聚程度取决于入口风速和停留时间;颗粒粒径越大,粉尘颗粒的团聚程度和团聚速率越小.出口颗粒平均粒径与初始粒径相比增长倍数越小.粉尘颗粒体积分数越大,颗粒团聚程度以及团聚速率越大.当v=0.1m/s,d_(p)=1.0μm,VF>0.003636,Bin-7~Bin-0区间数量浓度对数分布呈线性比例关系. 展开更多

关键词 计算流体力学-颗粒群平衡模型 颗粒群平衡方程 分区法 湍流团聚 多纤维

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低负荷下CFB锅炉二次风优化对NO_(x)排放影响的数值模拟 被引量：5

9

作者 侯跃华 刘海玉 +4 位作者 申欣 康红红 谢玉婷 金燕 吴杨 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3588-3597,I0021,共11页

为控制循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉低负荷下NO_(x)的原始排放,以某350 MW超临界CFB锅炉为研究对象,基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法对40%负荷下燃烧过程进行数值模拟。分析... 为控制循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉低负荷下NO_(x)的原始排放,以某350 MW超临界CFB锅炉为研究对象,基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法对40%负荷下燃烧过程进行数值模拟。分析了不同二次风角度、新增二次风量对NO_(x)排放的影响。结果表明:随着射流角度的减小,炉膛出口NO浓度逐渐降低,CO浓度无明显增加。部分二次风上移后炉膛密相区氧浓度降低,不完全燃烧增加,还原性氛围增强,抑制了NO的生成。当新增风量从10%增加到30%时,NO排放浓度降低了17.2%。但随着比例的进一步提高,炉膛密相区的缺氧环境造成燃烧效率下降,温度大幅降低。因此,在不影响燃烧的前提下可以通过提高新增二次风比例来降低NO的原始排放浓度。 展开更多

关键词 循环流化床 计算颗粒流体力学 低负荷 二次风分级 氮氧化物

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基于CPFD方法的U_(3)O_(8)氢还原流化床反应器数值模拟

10

作者 李舒月 王欢 +4 位作者 周少强 毛志宏 张永民 王军武 吴秀花 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3133-3151,F0004,共20页

气固流化床因具有气固接触效率高、相间传质传热快等优点已用于天然铀转化工艺的多个环节,但目前对这类高密度颗粒系统的流化反应性能认识不足,难以对其精确设计和操控。采用计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CP... 气固流化床因具有气固接触效率高、相间传质传热快等优点已用于天然铀转化工艺的多个环节,但目前对这类高密度颗粒系统的流化反应性能认识不足,难以对其精确设计和操控。采用计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法对工业尺度连续U_(3)O_(8)还原流化床进行全三维数值模拟,对不同颗粒粒径分布的流化床还原系统中宏观气固流动、传热、反应特性等重要参数进行统计分析。结果显示,在氢气过量80%的条件下,3种不同粒径的颗粒在流化床中的流化状态均表现不佳,大部分区域颗粒处于非流化状态,床层膨胀率低。分析出口处产物分布发现,颗粒粒径越小产物的转化率越高,然而由于流化状态普遍较差,即便是在粒径较小的条件下转化率的总体水平仍然偏低。以上结果表明,在实际操作中可能需要进一步优化流化床的操作条件和结构形式,以提高流化效果和反应转化率。本研究期望能够为高密度颗粒在流化床中的流动与反应特性的深入认识提供新的视角和方法,为核化工及相关领域的技术进步提供有力支持。 展开更多

关键词 气固流化床 氢还原 高密度颗粒 计算颗粒流体力学 数值模拟 天然铀转化 核化工

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基于循环流化床灰渣余热利用的烟气CO_(2)吸附系统模拟

11

作者 白山水 马素霞 +2 位作者 任珂 许诺 刘云奇 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期49-54,76,共7页

利用CFB(循环流化床)高温灰渣吸收烟气中的CO_(2)有利于灰渣余热利用与电厂碳减排。采用CPFD(计算颗粒流体力学)方法对基于CFB灰渣余热利用的烟气CO_(2)吸附系统进行模拟研究,考察烟气流速、隔墙高度、隔墙位置、颗粒粒径对吸附系统的... 利用CFB(循环流化床)高温灰渣吸收烟气中的CO_(2)有利于灰渣余热利用与电厂碳减排。采用CPFD(计算颗粒流体力学)方法对基于CFB灰渣余热利用的烟气CO_(2)吸附系统进行模拟研究,考察烟气流速、隔墙高度、隔墙位置、颗粒粒径对吸附系统的影响。结果表明:灰渣吸附性能在固定床状态随烟气流速的增加而提高,在鼓泡床状态则降低,反应器出口烟温、两仓室床温与排渣口渣温均随流速的提高而降低;加大隔墙高度有利于提高灰渣吸附性能,但不宜过高;反应器出口烟温随隔墙高度的提高而升高,两仓室床温与排渣口渣温随隔墙高度的提高而降低;隔墙位置靠近排渣口时有利于灰渣吸附CO_(2);吸附性能随灰渣粒径的减小而提高,但粒径过小不利于CO_(2)的吸附。此模拟可为电厂烟气CO_(2)吸附系统设计提供一些理论支撑。 展开更多

关键词 循环流化床灰渣 余热利用 固化CO_(2) 计算颗粒流体力学

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工业级竖直上升管内煤粉密相气力输送研究 被引量：6

12

作者 陆海峰 陈美华 +2 位作者 郭晓镭 刘海峰 龚欣 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期45-49,共5页

在自主搭建的工业级管径(内径50 mm)的气力输送实验平台上,开展煤粉密相气力输送实验,同时借助计算颗粒流体动力学(CPFD)的数值模拟方法,研究不同表观气速下竖直上升管道内煤粉的输送特性和流型特征。随着表观气速的增加,电容层析成像技... 在自主搭建的工业级管径(内径50 mm)的气力输送实验平台上,开展煤粉密相气力输送实验,同时借助计算颗粒流体动力学(CPFD)的数值模拟方法,研究不同表观气速下竖直上升管道内煤粉的输送特性和流型特征。随着表观气速的增加,电容层析成像技术(ECT)和CPFD数值模拟都表明,竖直上升管内的煤粉气固两相流依次呈现满管流、环状流和悬浮流的输送流型。相应地,单位管长压降呈先减小后增大的趋势。研究发现:气固流动的颗粒速度、浓度和管道压降等实验测试结果和模拟预测结果吻合良好,表明CPFD的数值模拟方法既能正确预测流型发展趋势,又能定量获得压力、速度、浓度等输送特征参数。 展开更多

关键词 密相气力输送 煤粉 气固两相流 流型 计算颗粒流体力学

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竖直管气固鼓泡流化床传热机理的CPFD模拟 被引量：6

13

作者 魏庆 姚秀颖 张永民 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1732-1740,共9页

针对细颗粒气固鼓泡流化床中床料与竖直传热管壁面间的传热行为,在前期实验的基础上,采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法从颗粒在传热壁面更新的角度,深入分析了传热特性与壁面气固流动行为之间的关联性。结果表明,模拟得到的传热管壁面颗... 针对细颗粒气固鼓泡流化床中床料与竖直传热管壁面间的传热行为,在前期实验的基础上,采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法从颗粒在传热壁面更新的角度,深入分析了传热特性与壁面气固流动行为之间的关联性。结果表明,模拟得到的传热管壁面颗粒更新通量和基于颗粒团更新模型的颗粒团平均停留时间均能很好解释实验测得的传热系数变化规律,这证实颗粒团更新是影响传热过程的控制性因素。模拟还发现随加热管从床层中心向边壁的移动,加热管周向方向上颗粒更新通量和传热系数的不均匀性都呈增大趋势。随着表观气速的增大,气泡行为导致床层颗粒内循环流率增大,这是导致颗粒团在加热管壁面上的更新频率增大以及床层与壁面间传热系数增大的根源。 展开更多

关键词 计算颗粒流体力学 流化床 传热 颗粒更新 颗粒团 床层-壁面 气泡

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CFB密相区床料粒径分布对其横向扩散影响的CPFD模拟 被引量：3

14

作者 张贤 葛荣存 +4 位作者 张守玉 刘青 张缦 杨海瑞 吕俊复 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2665-2671,共7页

该文运用基于计算颗粒流体力学（computational particle fluid dynamics,CPFD）方法的barracuda 17.0软件,对尺寸为900mm×100mm×1200mm的准三维流化床的密相区大颗粒扩散行为进行模拟试验。模拟中,主要考虑在不同流化风速与... 该文运用基于计算颗粒流体力学（computational particle fluid dynamics,CPFD）方法的barracuda 17.0软件,对尺寸为900mm×100mm×1200mm的准三维流化床的密相区大颗粒扩散行为进行模拟试验。模拟中,主要考虑在不同流化风速与不同示踪颗粒粒径的条件下,床料粒径分布对密相区中颗粒横向扩散系数的影响。模拟结果显示,宽筛分床内不同粒径颗粒分布十分均匀,无明显分层现象。流化风速及平均粒径相同条件下,单一床料粒径条件下得到的颗粒横向扩散系数略大于宽筛分条件下得到的结果;流化风速相同但床料平均粒径不同条件下,床料平均粒径为1 050μm床内获得的颗粒横向扩散系数要小于床料平均粒径为600μm床内得到的结果。 展开更多

关键词 循环流化床锅炉 计算颗粒流体力学 密相区 示踪颗粒 横向扩散系数 床料粒径分布

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径向移动床气固流动特性数值模拟 被引量：7

15

作者 卢春喜 龙文宇 林泉志 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期49-57,共9页

应用计算颗粒流体力学(CPFD)方法对矩形与楔形结构径向移动床内气固两相流动规律进行数值模拟。考察了床型结构、料封高度等关键结构参数对径向移动床内气固两相流场分布的影响。通过优化移动床关键结构参数,改善径向移动床中出现的贴... 应用计算颗粒流体力学(CPFD)方法对矩形与楔形结构径向移动床内气固两相流动规律进行数值模拟。考察了床型结构、料封高度等关键结构参数对径向移动床内气固两相流场分布的影响。通过优化移动床关键结构参数,改善径向移动床中出现的贴壁、空腔问题。结果表明,模拟结果与相应工况下的实验数据吻合较好,模型可以定性描述径向移动床内气固两相流动规律。楔形结构不但能够提高贴壁临界气速,减小贴壁区域厚度,缓解贴壁现象;而且能够有效减小窜气量,明显提高临界空腔气速,避免或者缓解空腔现象。料封高度是影响空腔现象形成的关键性因素之一,适当增加料封高度可以有效消除空腔现象,提高装置操作弹性和操作稳定性。 展开更多

关键词 楔形径向移动床 关键结构 计算颗粒流体力学 空腔贴壁

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循环流化床脱硫塔气固流动特性CPFD模拟 被引量：6

16

作者 吴晅 刘鹏 +2 位作者 魏楠 潘慧 李晓瑞 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期3229-3240,共12页

采用计算颗粒流体力学(computation particle fluid dynamics,CPFD)方法对工业规模的循环流化床脱硫塔内气固两相流场进行三维、全尺寸数值模拟。在计算中充分考虑颗粒–气体、颗粒–颗粒以及颗粒–壁面之间相互作用。通过网格无关性分... 采用计算颗粒流体力学(computation particle fluid dynamics,CPFD)方法对工业规模的循环流化床脱硫塔内气固两相流场进行三维、全尺寸数值模拟。在计算中充分考虑颗粒–气体、颗粒–颗粒以及颗粒–壁面之间相互作用。通过网格无关性分析和试验验证,证明所建模型及其结果的正确性,对比分析调节前后脱硫塔内部气固流场特征的变化规律。研究结果表明,调整后的气流场分布更加均匀,紊乱度更小,流体回流及返混程度降低,促进脱硫剂颗粒均匀满布塔体,从而有利于脱硫效率提高;壁面磨损率随颗粒速度增大而增大,颗粒径向运动对壁面造成的磨损较为严重;颗粒停留时间随着颗粒粒径增加而增加。根据文中计算条件,综合对比分析发现加装4片直挡板的调节方案其调节效果最佳。 展开更多

关键词 计算颗粒流体力学方法 循环流化床脱硫塔 气固两相流 颗粒停留时间 壁面磨损

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汽车破碎残余物流化床气化特性数值模拟

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作者 郭冠伦 余洋洋 郭子卿 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期66-71,94,共7页

基于CPFD(计算颗粒流体力学)方法,考虑热解、燃烧、气化等反应,构建ASR(汽车破碎残余物)流化床空气气化的三维数值模型,通过气体产物体积分数的模拟结果验证模型的准确性。在此基础上,对ASR气化过程中反应器内的组分分布和流体温度分布... 基于CPFD(计算颗粒流体力学)方法,考虑热解、燃烧、气化等反应,构建ASR(汽车破碎残余物)流化床空气气化的三维数值模型,通过气体产物体积分数的模拟结果验证模型的准确性。在此基础上,对ASR气化过程中反应器内的组分分布和流体温度分布进行分析,并探究操作温度、当量比、初始床层高度对ASR气化特性的影响。结果表明:随着操作温度升高,CO和H_(2)的摩尔分数明显增大,气化效率和碳转化率上升,焦油含量下降,950℃时气化效率和碳转化率分别达到67.09%和78.75%;当量比增大可提高气体产率和碳转化率,同时导致气体低热值和气化效率下降;初始床层高度增大促进H_(2)产生,但总体上对ASR气化影响较小。 展开更多

关键词 汽车破碎残余物 气化特性 计算颗粒流体力学 流化床

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鼓泡流化床排渣流动的模拟与实验研究 被引量：5

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作者 葛荣存 汪达 +6 位作者 张贤 蔡润夏 张守玉 刘青 张缦 杨海瑞 吕俊复 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期486-493,共8页

基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法,研究了鼓泡流化床的排渣流动特点,获得了不同管径的排渣管对流化床排渣流率的影响,并对排渣流动的流场进行了详细分析。模拟结果表明,布风板上开孔排渣会影响床内的正常流态化,随排渣管径的增大所影响... 基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法,研究了鼓泡流化床的排渣流动特点,获得了不同管径的排渣管对流化床排渣流率的影响,并对排渣流动的流场进行了详细分析。模拟结果表明,布风板上开孔排渣会影响床内的正常流态化,随排渣管径的增大所影响的区域也会逐渐增大;排渣流率与流化风速、床层压降和管径的平方呈现出正相关性。根据流体力学拟流体理论所建立的公式能较好地预测排渣流率的变化趋势,从排渣流动过程中颗粒体积分数的梯度分布可知,布风板上排渣口的上方存在一个拱形临界面,此临界面是排渣过程中颗粒流动形态发生转变的分界面。 展开更多

关键词 计算颗粒流体力学 数值模拟 流率 排渣 流化床

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三维单旋导向挡板鼓泡流化床内气固流动的CPFD模拟 被引量：3

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作者 曲悦 潘腾 +3 位作者 杨越林 成有为 王丽军 李希 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期657-664,共8页

单旋导向挡板是一种广泛应用于流化床反应器中的横向内构件,研究其对鼓泡流化床内气固流动的影响具有重要意义。采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法耦合Igci曳力模型研究带有两层单旋导向挡板的鼓泡流化床内的三维气固流动,并与空筒鼓泡流... 单旋导向挡板是一种广泛应用于流化床反应器中的横向内构件,研究其对鼓泡流化床内气固流动的影响具有重要意义。采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法耦合Igci曳力模型研究带有两层单旋导向挡板的鼓泡流化床内的三维气固流动,并与空筒鼓泡流化床作对比。首先将轴向和径向时均固含率分布的模拟结果和实验数据进行对比,验证了该计算方法的可靠性;随后考察了单旋导向挡板对鼓泡流化床内气泡平均当量直径沿床高的分布以及气体停留时间分布的影响,计算结果表明,单旋导向挡板对大气泡具有一定的破碎作用,在挡板影响区域内气泡平均当量直径变小。同时,有、无挡板流化床内的气体停留时间分布曲线与其数学特征基本一致,表明单旋导向挡板的存在对鼓泡流化床内的气体返混没有明显影响。 展开更多

关键词 流化床 单旋导向挡板 气固流动 计算颗粒流体力学(CPFD)

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基于CPFD方法的锥形阀流量特性模型构建 被引量：2

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作者 肖惠仁 姚禹歌 +2 位作者 张缦 吕俊复 张扬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第22期7365-7372,共8页

锥形阀作为一种性能优异的灰控阀,具有运行稳定,系统故障率低等特点,经常应用于循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉外置式换热器以及排渣系统中。目前锥形阀流率控制研究尚处于空白状态,缺乏相关数据和理论的支持,工业应用... 锥形阀作为一种性能优异的灰控阀,具有运行稳定,系统故障率低等特点,经常应用于循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉外置式换热器以及排渣系统中。目前锥形阀流率控制研究尚处于空白状态,缺乏相关数据和理论的支持,工业应用中也大多是通过经验来配置和使用锥形阀,所以对锥形阀流量特性进行研究,为锥形阀的设计和使用提供理论支持,是十分有必要的。利用计算颗粒流体动力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法搭建锥形阀流动数值模拟模型,对锥形阀物料流动进行数值模拟,通过对网格数、曳力模型、应力参数等进行选取和调节,得到与实际实验情况相符合的锥形阀流动模型。在选取的工况下,Wen Yu-Ergun曳力模型模拟得到的结果与实验结果匹配度最高;网格密度比取2.24、网格数取35万时,网格质量及模拟速度满足要求;通过参数调节对比,确认了模拟时最佳的密堆积体积分数与应力模型参数值。经验证,选取的模型参数可适用于改文所涉及的几乎所有工况条件,同时可使流量误差控制在±10%以内,床压误差控制在±2%以内。 展开更多

关键词 锥形阀 流量特性 计算颗粒流体力学 流化床

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