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    188宝金博页面版: [精品]高通量循环流化床提升管中气固两相流动的研究

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    内容提示： 第 41 卷第 1期2010 年 1 月?锅? 炉? 技? 术BOILER? TECHNOLOGYVol. 41, No. 1Jan., 2010收稿日期: 2008- 11- 11基金项目: 国家自然科学基金( 40501017) ; 国家863 高技术研究发展计划项目( 2006AA05A103)作者简介: 王嘉昌( 1984- ) , 男, 中国科学院工程热物理研究所硕士研究生, 主要从事先进气化技术的流态化的研究。? ? 文章编号: ? CN31- 1508( 2010) 01- 0036- 04高通量循环流化床提升管中气固两相流动的研究王嘉昌, 王雪瑶, 王圣典, 徐? 祥, 肖云汉( 中国科学院 ( 先进能源动力重点实验室) 工程热物理研究所, 北京 100190)关键词: ? 气固两相流...

    文档格式：PDF | 页数：5 | 浏览次数：20 | 上传日期：2015-03-20 20:38:28 | 文档星级：
    第 41 卷第 1期2010 年 1 月?锅? 炉? 技? 术BOILER? TECHNOLOGYVol. 41, No. 1Jan., 2010收稿日期: 2008- 11- 11基金项目: 国家自然科学基金( 40501017) ; 国家863 高技术研究发展计划项目( 2006AA05A103)作者简介: 王嘉昌( 1984- ) , 男, 中国科学院工程热物理研究所硕士研究生, 主要从事先进气化技术的流态化的研究。? ? 文章编号: ? CN31- 1508( 2010) 01- 0036- 04高通量循环流化床提升管中气固两相流动的研究王嘉昌, 王雪瑶, 王圣典, 徐? 祥, 肖云汉( 中国科学院 ( 先进能源动力重点实验室) 工程热物理研究所, 北京 100190)关键词: ? 气固两相流; CFB; EMMS 模型; 三维仿真摘? 要: ? 发展清洁煤炭利用、煤炭多联产和 IGCC 迫切需求研发先进的煤气化技术。循环流化床( CFB)提升管内的气固两相流动对循环流化床气化技术有重要影响。在 f 0. 187? 10 m 的冷态实验台上考察密相 CFB 提升管内气固两相流动。基于能量最小多尺度原理( EMM S) 提出了改进的曳力修正系数表达式, 并嵌入到双流体模型中, 完成了冷态实验台的三维数值模拟。结果展现了 CFB 提升管内典型的环核结构和壁面颗粒返混现象, 同时捕捉到了颗粒团的形成与破裂运动。通过与 Gidaspow 曳力模型计算结果的比较证实, 提出了曳力修正系数可以较好地模拟浓相 CFB 提升管内的气固两相运动。中图分类号: ? TK229. 6 + 6? ? ? ? ? 文献标识码: ? A0? 前? 言? ? 整体煤气化联合循环( Integrated Gasifica?tion Combined Cycle ― IGCC) 作为一种清洁、高效的洁净煤发电技术, 受 到了各国的普遍重视[ 1]。针对我国发展煤基多联产以及 IGCC 对气化技术的要求, 迫切需要研制适应我国高硫、高灰、高灰熔点煤种的先进气化技术。从当前国内外煤气化技术研发发展趋势上看, 大型化、加压、适应多种煤质、低污染、易净化是煤气化的发展方向 [ 2] 。循环流化床作为一种典型的气固接触反应器因良好的传热、传质性能和高效的气固接触效率, 在燃烧、催化裂解以及合成等领域得到了广泛应用。循环流化床反应器运行在快速流态化区域或输运床区域, 与传统的鼓泡流化床和湍流流化床反应器相比, 具有气固接触效率高、生产能力大、利于反应完全等特点。目前, 循环流化床由于较高的能量转换率广泛应用于煤气化技术中 [ 3] 。循环流化床提升管中的气固两相运动十分复杂, 只有深入了解其运动规律才能更好地分析提升管中的传热、传质情况。很多学者在循环流化床领域做了大量试验工作。此外, 随着计算机的发展, 基于计算流体力学( CFD) 的各种处理气固两相流的数学模型也得到了快速发展[ 4]。Na?kamura and Capes 根据试验观测到的提升管中部较稀的环状上升流和边壁附近较浓的下降流提出了环- 核模型, 但该模型不易于广泛推广应用, 同时也不能用于进出口边界处 [ 5] 。Anderson等提出的模型把气固两相处理为连续介质, 但该模型不能很好的描述连续颗粒相的应力和粘性等物理属性 [ 6] 。目前基于气体动力学发展起来的颗粒动力方法在处理气固两相流问题时得到了广泛的应用。该方法通过虚拟颗粒温度描述了颗粒相的粘性、压力等物理量, 封闭了 N?S方程 [ 7] 。循环流化床提升管中的气固两相流动是复杂的不均匀运动, 在管内有颗粒团聚的现象。在气固两相之间的相互作用力中, 气相给予固相的曳力 是其它作用力的 10 倍乃至百倍, 因而, 曳力是研究气固两相运动关键的作用力。Horio& Kuroki [ 8] 都通过试验方法观测到了提升管内颗粒团的运动。H elland 研究了在不同气固两相流运动中颗粒团的属性, 提出了两相联合曳力定律 [ 9] 。李静海基于气固两相不均匀性提出的能量最小多尺度模型( EMMS) 较适用于处理浓相气固两相流动。EMMS 模型把流场划分为 3 个区域: 浓相区、稀相区和相互作用区。

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