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基于介尺度模型的大型生物质流化床低温气化特性数值模拟研究
1
作者
罗子丰
金保昇
凌影
《东南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期625-633,共9页
传统双流体模型因忽略介尺度结构需依赖细网格模拟,难以实现工业级装置的高效计算。提出一种基于介尺度曳力模型(MSSD)的粗网格综合计算模型,建立流动-反应耦合框架。模型验证表明,MSSD模型能高效预测工业级流化床装置的气化特性。研究...
传统双流体模型因忽略介尺度结构需依赖细网格模拟,难以实现工业级装置的高效计算。提出一种基于介尺度曳力模型(MSSD)的粗网格综合计算模型,建立流动-反应耦合框架。模型验证表明,MSSD模型能高效预测工业级流化床装置的气化特性。研究发现:低温气化过程中,工业级装置在燃料空气当量比为0.200时气化效果最优;气化温度提升和空气预热均能强化反应效果,但高海拔环境需采用富氧气化技术以缓解产气热值下降;小麦秸秆含水率5%时产气热值最高;所有原料中橡胶的气化效果最佳;稻壳和树皮则需通过预热空气改善反应性能。该模型突破了传统细网格限制,为工业流化床反应器的优化设计与运行调控提供了可靠的理论工具与数据支撑。
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关键词
计算流体力学
生物质气化
传热传质
流化床
介尺度曳力模型
在线阅读
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职称材料
气固流化床介尺度结构形成机制及过滤曳力模型研究进展
被引量：
6
2
作者
蒋鸣
周强
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期2468-2485,共18页
气固流化床中,介于颗粒与宏观尺度间的复杂的时空多尺度结构(介尺度结构)将完全改变气固相间作用规律,加大了流态化系统调控及预测的难度。为此,需要构建考虑结构影响的相间本构关系。其中,曳力作为影响流态化动力学特征的主导因素,对...
气固流化床中,介于颗粒与宏观尺度间的复杂的时空多尺度结构(介尺度结构)将完全改变气固相间作用规律,加大了流态化系统调控及预测的难度。为此,需要构建考虑结构影响的相间本构关系。其中,曳力作为影响流态化动力学特征的主导因素,对其研究尤为重要。从结构产生演化的机制出发,概述结构影响曳力的机理,以模型构建流程的角度对结构和过滤两类模型进行总结,并重点综述过滤模型构建在提升准确性、有效性、通用性和考虑更多物理机制方面的最新进展。研究表明:提升模型通用性和考虑真实系统中更丰富的物理机制仍是建模中亟待解决的问题,结合结构演化机制理性建模和充分发挥机器学习数据分析处理优势或是曳力建模进一步发展的关键。
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关键词
两相流
流态化
介尺度结构
曳力
过滤模型
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职称材料
题名
基于介尺度模型的大型生物质流化床低温气化特性数值模拟研究
1
作者
罗子丰
金保昇
凌影
机构
东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室
出处
《东南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期625-633,共9页
基金
江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金资助项目(BA2022103)
国家自然科学基金资助项目(51976034).
文摘
传统双流体模型因忽略介尺度结构需依赖细网格模拟,难以实现工业级装置的高效计算。提出一种基于介尺度曳力模型(MSSD)的粗网格综合计算模型,建立流动-反应耦合框架。模型验证表明,MSSD模型能高效预测工业级流化床装置的气化特性。研究发现:低温气化过程中,工业级装置在燃料空气当量比为0.200时气化效果最优;气化温度提升和空气预热均能强化反应效果,但高海拔环境需采用富氧气化技术以缓解产气热值下降;小麦秸秆含水率5%时产气热值最高;所有原料中橡胶的气化效果最佳;稻壳和树皮则需通过预热空气改善反应性能。该模型突破了传统细网格限制,为工业流化床反应器的优化设计与运行调控提供了可靠的理论工具与数据支撑。
关键词
计算流体力学
生物质气化
传热传质
流化床
介尺度曳力模型
Keywords
computational fluid dynamics(CFD)
biomass gasification
heat and mass transfer
fluidized bed
mesoscale‑
structure‑
based
drag
model
(
mssd
)
分类号
TK6 [动力工程及工程热物理—生物能]
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职称材料
题名
气固流化床介尺度结构形成机制及过滤曳力模型研究进展
被引量：
6
2
作者
蒋鸣
周强
机构
西安交通大学化学工程与技术学院
新能源系统工程与装备陕西省高校工程研究中心
动力工程多相流国家重点实验室
出处
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期2468-2485,共18页
基金
国家自然科学基金项目(91634114,21978228)。
文摘
气固流化床中,介于颗粒与宏观尺度间的复杂的时空多尺度结构(介尺度结构)将完全改变气固相间作用规律,加大了流态化系统调控及预测的难度。为此,需要构建考虑结构影响的相间本构关系。其中,曳力作为影响流态化动力学特征的主导因素,对其研究尤为重要。从结构产生演化的机制出发,概述结构影响曳力的机理,以模型构建流程的角度对结构和过滤两类模型进行总结,并重点综述过滤模型构建在提升准确性、有效性、通用性和考虑更多物理机制方面的最新进展。研究表明:提升模型通用性和考虑真实系统中更丰富的物理机制仍是建模中亟待解决的问题,结合结构演化机制理性建模和充分发挥机器学习数据分析处理优势或是曳力建模进一步发展的关键。
关键词
两相流
流态化
介尺度结构
曳力
过滤模型
Keywords
two-phase flow
fluidization
mesoscale
structure
drag
filtered
model
分类号
TQ021.1 [化学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于介尺度模型的大型生物质流化床低温气化特性数值模拟研究
罗子丰
金保昇
凌影
《东南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
气固流化床介尺度结构形成机制及过滤曳力模型研究进展
蒋鸣
周强
《化工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
6
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职称材料
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