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基于颗粒动态恢复系数二阶矩模型的液固流化床数值模拟研究
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作者 陈曦 王淑彦 +2 位作者 邵宝力 丁诺 谢磊 《化工学报》 北大核心 2025年第7期3246-3258,共13页
在液固流化床中,由于液相黏附力的作用,液体附着在颗粒表面会形成一层薄膜,引起颗粒弹性恢复系数的变化,从而影响颗粒的碰撞行为。与此同时,颗粒的脉动特性也表现出各向异性。故基于双流体模型和各向异性颗粒动理学理论,考虑颗粒恢复系... 在液固流化床中,由于液相黏附力的作用,液体附着在颗粒表面会形成一层薄膜,引起颗粒弹性恢复系数的变化,从而影响颗粒的碰撞行为。与此同时,颗粒的脉动特性也表现出各向异性。故基于双流体模型和各向异性颗粒动理学理论,考虑颗粒恢复系数的动态变化,建立了液膜作用下颗粒动态恢复系数二阶矩模型,以研究液固流化床中包裹液膜颗粒的各向异性流动行为。模拟结果表明,液膜的存在增强了颗粒碰撞时的能量耗散,并减小了颗粒速度脉动的各向异性。随着液体黏度与颗粒密度的增加,液膜厚度增大,颗粒速度脉动与各向异性减弱。另外,动态恢复系数二阶矩模型所预测的颗粒速度和孔隙率分布与Limtrakul的实验值吻合更好,可以更准确地捕捉流场的不均匀性和各向异性特征。 展开更多
关键词 计算流体力学 流化床 多相流 湿颗粒动态恢复系数 各向异性颗粒动理学
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颗粒碰撞恢复系数对循环流化床提升管内气固流动模拟的影响 被引量:1
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作者 周新宇 高金森 +1 位作者 徐春明 蓝兴英 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期551-555,共5页
将基于能量最小多尺度方法的曳力模型耦合到欧拉-欧拉双流体模型中,采用全滑移边界条件处理壁面处的颗粒相,对颗粒相为Geldart A类颗粒的循环流化床体系进行了模拟研究。考察了6种颗粒碰撞恢复系数(ess)(0,0.5,0.8,0.9,0.99,0.995)对提... 将基于能量最小多尺度方法的曳力模型耦合到欧拉-欧拉双流体模型中,采用全滑移边界条件处理壁面处的颗粒相,对颗粒相为Geldart A类颗粒的循环流化床体系进行了模拟研究。考察了6种颗粒碰撞恢复系数(ess)(0,0.5,0.8,0.9,0.99,0.995)对提升管内轴向空隙率和颗粒循环量等气固流动特性的影响。模拟结果表明,由6种ess计算的轴向空隙率分布结果均呈现典型的底部密相区、中间过渡区和顶部稀相区的"S"型分布;ess较大(0.99,0.995)时能够提高提升管内轴向空隙率分布预测值和实测值的吻合程度,预测值更真实。;当ess=0.99,0.995时,提升管底部的颗粒相浓度分布预测结果呈现典型的"环-核"结构特征;ess对提升管底部颗粒相浓度和速度径向分布的影响较大。 展开更多
关键词 循环流化床 提升管 气固流动 颗粒碰撞恢复系数 计算流体动力学
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高速摄影法测量颗粒直径及其撞击动力学参数
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作者 郑志敏 张宁豪 +2 位作者 高欣晴 邵艺群 刘小芳 《力学学报》 北大核心 2025年第2期399-412,共14页
锅炉受热面积灰和结渣问题是影响其安全和经济运行的重要因素.为了缓解这些问题,深入研究颗粒撞击动力学特性,理解颗粒黏附和反弹机制显得尤为重要.文章搭建了一个高温环境下的单颗粒撞击壁面动力学测试平台,并运用粒子阴影图像测速(PSV... 锅炉受热面积灰和结渣问题是影响其安全和经济运行的重要因素.为了缓解这些问题,深入研究颗粒撞击动力学特性,理解颗粒黏附和反弹机制显得尤为重要.文章搭建了一个高温环境下的单颗粒撞击壁面动力学测试平台,并运用粒子阴影图像测速(PSV)技术,对微米级颗粒撞击壁面的动力学特性进行了深入研究.针对高速摄影中球形颗粒直径难以精确测量的难题,开发了一套基于MATLAB的颗粒图像处理程序,并提出了一种亚像素插值与最大内切圆相结合的测量方法,该方法经过实验验证,证实了其可靠性.基于此方法,显著提高了颗粒撞击动力学参数的测量精度.另外,研究结果表明,在本实验条件下, Otsu阈值分割算法在测量颗粒直径时效果更佳.亚像素插值方法和插值倍数对测量结果有显著影响,且存在窗口效应;颗粒的法向恢复系数随着撞击速度的增加而降低,撞击和反弹过程中颗粒速度的减小趋势也表明流场效应对颗粒动力学特性有一定影响,这一点在测量结果中也需予以考虑.随着颗粒的法向恢复系数增加,颗粒的反弹角度总体上呈现出逐渐减小的趋势.这些发现不仅加深了我们对单颗粒撞击动力学的理解,而且为复杂多颗粒系统的研究提供了坚实的基础,对于颗粒材料冲击过程的离散元模型的建立和分析具有重要的意义. 展开更多
关键词 颗粒撞击动力学 颗粒法向恢复系数 高速摄影法 颗粒直径测量 亚像素插值
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基于DEM模拟气固鼓泡床中颗粒碰撞参数对流场间歇性的影响 被引量:9
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作者 彭丽 吴迎亚 +2 位作者 李佳瑶 高金森 蓝兴英 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期2041-2048,共8页
采用计算流体力学和离散元(CFD-DEM)方法研究鼓泡床内的气固流动状态,考察了颗粒弹性系数和恢复系数对流场间歇性的影响,并利用小波变化分析方法分析了颗粒弹性系数和恢复系数对流场相干结构的影响。研究结果表明:颗粒弹性系数和恢复系... 采用计算流体力学和离散元(CFD-DEM)方法研究鼓泡床内的气固流动状态,考察了颗粒弹性系数和恢复系数对流场间歇性的影响,并利用小波变化分析方法分析了颗粒弹性系数和恢复系数对流场相干结构的影响。研究结果表明:颗粒弹性系数和恢复系数对颗粒速度脉动能、床层平均高度、平坦因子以及流场间歇性有一定影响。随着颗粒弹性系数取值的变大,高频区能量和平坦因子先降低后增加,床层高度先增加后降低,流场间歇性先减弱后增强;颗粒恢复系数取值越大,高频区能量和平坦因子越低,床层高度越大,流场间歇性越弱。 展开更多
关键词 流化床 多相流 计算流体力学 颗粒弹性系数 颗粒恢复系数 间歇性
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基于欧拉-欧拉模型的气固鼓泡床数值模拟研究 被引量:14
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作者 曹玉春 吴金星 +1 位作者 李言钦 魏新利 《热力发电》 CAS 北大核心 2008年第11期35-38,共4页
通过基于颗粒动力学的双流体模型对气固流化床进行了数值模拟,分析考察了不同曳力模型、颗粒弹性恢复系数及计算时间步长等对床内混合及气泡的影响。数值计算结果表明:采用不同气固曳力模型会得到不同的气泡直径大小;对于同一曳力模型,... 通过基于颗粒动力学的双流体模型对气固流化床进行了数值模拟,分析考察了不同曳力模型、颗粒弹性恢复系数及计算时间步长等对床内混合及气泡的影响。数值计算结果表明:采用不同气固曳力模型会得到不同的气泡直径大小;对于同一曳力模型,随着颗粒弹性恢复系数的增加,床内流态化程度会加剧,计算时间步长增加,计算所得床内气泡直径略有减小。 展开更多
关键词 气固多相流 鼓泡流化床 欧拉-欧拉模型 颗粒动力学 颗粒弹性恢复系数
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