曳力模型及镜面系数对鼓泡床气固流场的影响

为获悉曳力模型和镜面系数(ψ)对鼓泡床内流动特性的影响规律,利用颗粒动力学理论和欧拉双流体模型对鼓泡床内气固流场进行了数值模拟,考察了床层膨胀率、压降以及颗粒速度特性。实验结果表明,De Felice模型对于床层压降预测效果最好,Wen-Yu模型的固含率径向分布和颗粒速度矢量预测与实验值误差较大,Gidaspow与De Felice模型床层膨胀量接近,而De Felice模型的径向速率分布与实验值最接近;随着鼓泡床内表观气速的增加,De Felice模型对床层膨胀率的预测愈加接近实验值;随着ψ增大,壁面附近固含率较高,曲线波动梯度增大;当ψ=0.1时,固含率分布与实验值最接近,表明颗粒与壁面动量互换效果最好。     

鼓泡床与环流反应器流动特性的比较

选用欧拉-欧拉多相流模型和RNGk-ε湍流模型对重油悬浮床加氢反应器流动特性进行数值模拟,分别模拟了一种鼓泡床反应器和两种不同导流筒直径的环流反应器,考察了重油-氢气实际体系在不同反应器内气含率和轴向液速的异同。结果表明,悬浮床反应器在操作条件下均形成液相循环流动;导流筒能够规整环流反应器内的流动,增大上升区和下降区的流速,增强混合,同时提高下降区的气含率,从而提高反应器内的整体气含率。通过比较说明,在使用喷嘴进料时,悬浮床加氢工艺选择环流反应器时流动特性更佳。     

不同进料形式鼓泡床反应器流动特性的模拟研究

选用欧拉-欧拉多相流模型和RNG k-ε湍流模型对不同进料形式鼓泡床反应器进行了三维全尺寸模拟,分析并比较了采用不同形式进料的反应器内气含率和轴向液速的异同。结果表明：不同进料形式的鼓泡床反应器内均形成了循环流动;文丘里喷嘴和多喷嘴的性能优于单喷嘴;环管分布器和排管分布器能提供均匀的气含率分布和大尺度的液相循环流动,性能优于3种喷嘴进料形式。     

1025t/h循环流化床内气固两相流动及反应特性的数值研究

应用欧拉-欧拉双流体模型模拟气固流动行为,同时采用气固相间的化学反应模型,气固相间曳力采用基于颗粒悬浮输送能量最小(MECST)的曳力模型模拟,研究1 025t/h循环流化床内气固流动及其反应特性。结果表明,炉膛内气体温度的分布呈现底部气体温度较低、裤衩腿末端区域气体温度较高、顶部气体温度降低的分布特性,模拟获得了炉膛内O2、CO2及CO质量分数的分布规律。     

提升管反应器气固两相流动反应模型与数值模拟：Ⅱ.工业提 …

应用本文（Ｉ）建立的提升管反应器气固两相流动反应模型。对工业催化裂化提升管反应器中流动、传热、裂化反应进行了系统的数值模拟，得到了提升管内部气固两相的流场、温度场、浓度等详细的信息；揭示了提升管内部流动、传热与反应的基本性质与特点。模拟结果表明，在轴向、径向和圆周切线方向都存在着流动、传热与反应的不均匀分布；进料段是整个提升管反应器最复杂的部分，提升管出口处反应温度和气相组分浓度的模拟计算值和工业     

提升管反应器气固两相流动反应模型与数值模拟 Ⅱ.工业提升管反应器气固两相流动反应的数值模拟

应用本文（Ⅰ）建立的提升管反应器气固两相流动反应模型，对工业催化裂化提升管反应器中流动、传热、裂化反应进行了系统的数值模拟，得到了提升管内部气固两相的流场、温度场、浓度场等详细的信息；揭示了提升管内部流动、传热与反应的基本性质与特点。模拟结果表明，在轴向、径向和圆周切线方向都存在着流动、传热与反应的不均匀分布；进料段是整个提升管反应器最复杂的部分，提升管出口处反应温度和气相组分浓度的模拟计算值和工业装置数据基本吻合。说明模型对工业提升管反应器内的流动、传热和反应都具有较好的预测性，这在一定程度上也验证了它的合理性和可靠性。     

鼓泡床流体力学特性研究

在直径45 mm的鼓泡床冷态装置中,以煤油作为液相,氮气作为气相,研究了气含率、气泡平均粒径、两相相间滑动速度的变化规律。结果表明:反应器内流体的流动处于气泡聚并控制区,气含率随着两相流速的增加而增加;气泡平均粒径随着气相表观流速的增加而增加,随着液相表观流速的增加而降低。实验发现,在相同的条件下,与较小直径反应器相比,随着反应器直径的增大,气泡聚并作用增强,气含率下降,气泡粒径增大。     

粉煤三通换向阀内气固两相流动的数值模拟

本文采用CFD数值模拟方法对粉煤三通换向阀内的气固两相流动进行了数值模拟研究,得到了阀门的内流场特性。模拟分析结果可为流道结构优化指明方向。     

催化裂化提升管反应器气液固3相流动反应的数值模拟 Ⅰ.气液固3相流动反应模型的建立

在已建立的催化裂化提升管反应器气固两相流动反应模型基础上,把原料油液雾的流动、传热、气化过程及其对反应结果的影响全部纳入模型中,对催化裂化提升管反应器进行了３维微分模拟,考察了原料液雾流动气化过程及其影响,建立了提升管反应器气液固３相流动反应模型、数值模拟方法及相应的程序,利用该模型对工业提升管反应器进行数值模拟研究,可获得原料液雾流动气化过程的重要信息     

旋风分离器两相流动数值模拟研究进展

介绍了旋风分离器的结构与工作原理,综述了国内外旋风分离器两相流场的数值模拟研究进展,对研究过程所用的研究方法进行了描述,分析比较了研究成果。提出了今后旋风分离器内流场研究的重点和发展方向。     

喷动-流化床整体式多喷嘴效应CFD模拟

建立一种整体式多喷嘴喷动 流化床结构,采用双流体模型(CFD)对其内气 固两相流动进行数值模拟,在传统柱锥型喷动床锥体对称的两侧开若干缝隙,形成辅助多喷嘴喷动床,使其产生喷动 流化床的效果。通过CFD数值模拟获得多喷嘴喷动 流化床内颗粒体积分数、颗粒速度及空隙率等,并将模拟结果与单喷嘴喷动床进行对比,数值模拟证明了整体式多喷嘴喷动 流化床结构的可行性。与常规喷动床相比,整体式多喷嘴喷动 流化床能够有效增强喷动床内气 固两相流动,并且加强了单喷嘴喷动床环隙区底部颗粒运动死区的流动,同时省略了旁路供气辅助设备。     

循环流化床煤粉气化炉内气固三维流动特性数值模拟

采用基于气相k-ε湍流模型、颗粒相颗粒动理学模型的欧拉-欧拉双流体模型,对循环流化床煤粉气化炉内气体和颗粒两相三维流动特性进行了冷态数值模拟,得到了炉内颗粒体积分数、颗粒速度的分布情况以及进料管与回料管的颗粒扩散距离。模拟结果表明,循环流化床煤粉气化炉内呈现下部密相区、上部稀相区的颗粒分布特性。     

移动床中固体颗粒流动的实验研究和数值模拟

研究了二维移动床内的固体颗粒流动状况,考察了流速、颗粒特性和流场的几何形状对移动床内固体流动特性的影响,并采用"运动模型"进行数学模拟,通过与实验数据的比较,分析了模型中参数B值对模拟结果的影响。结果表明,颗粒的质量流速对移动床内流动区域的形状没有影响,而颗粒的休止角的大小对移动床流动区域的形状影响较大,随着颗粒休止角度增大,流动区域变陡,死区变大。颗粒流动的"运动模型"在B=2.5 dp时,可以较好的描述固体颗粒的流动;但是对于挡板位于移动床底部中心(倒漏斗形流场)颗粒由两边流出的情况,模拟结果与实验值相差较大,通过对模型的分析,得知运动模型不适用于该情况。     

高雷诺数下近壁圆柱绕流数值模拟与分析

近壁圆柱绕流问题在海底悬跨管道的研究中具有重要的意义。在绕流阻力、升力以及海底土壤的耦合作用下,海底管道所发生的移位、悬跨等现象对于海底管道的安全运行构成了很大的威胁。正确预测各种绕流条件下管流之间的作用力是保证油气管道安全的首要任务。海底管道在极端海洋环境条件下的管、流相互作用为高雷诺数绕流问题,处于高雷诺数下的绕流模拟比处于低雷诺数下的绕流模拟要复杂很多,它需要更精细的网格以及合适的湍流模型。此文对处于悬跨状态下的海底管道进行数值研究,给出不同间隙比下海流绕流海底管道的流场结构形态,分析了间隙比对绕流阻力和绕流升力的影响,为进一步研究海底悬跨管道的受力和变形提供载荷边界数据。     

滴流床反应器数值模拟的研究进展

系统介绍了滴流床反应器数值模拟的多相流、多孔介质、动量传递、热量传递、质量传递等数值模型及各模型的特点和应用范围,综述了国内外使用数值模拟方法研究滴流床反应器性能、气液分布器、化学反应的最新进展。指出对滴流床反应器基本物理模型,如多相流模型、多孔介质模型和动量传递模型的研究较为完善,而传热传质模型和化学反应的数值模拟等研究领域相对薄弱。提出了研究滴流床反应器数值模拟过程中存在的问题以及未来的研究趋势。     

大型轴向固定床反应器中流体流动的数值模拟

根据固定床反应器内液体的流动特性建立了统一模型控制方程组,提出一种对各相同性或异性多孔介质的平方阻力系数进行估算的方法,对大型固定床反应器中液体通过入口分布器及多孔介质的流动问题进行数值计算。计算结果表明,入口分布器和惰性填料可使反应器内液体流动的均匀性得到明显改善;入口分布器顶部开孔对催化剂床层内液体流速径向分布影响较小;降低分布器高度未对液体流速径向分布产生明显的影响;反应器底部装填瓷球等填料虽有利于改善反应器自由空间区的流体流动的均匀性,但对液体在床层内的流动影响不大。     

岩屑床破坏工具流场的数值模拟

岩屑床破坏器是一种有效的斜井岩屑床破坏工具，具有水力和机械双作用破坏、清除岩屑床的特点。为了对岩屑床破坏器产生的钻井液流场有一个全面、准确的了解，应用计算机流体动力学（CFD）分析软件对其流动进行了数值模拟研究，给出了湍流模型、模型数值解法、模型的网格划分及边界条件，并从速度场、压力场、流线图三方面对数值模拟结果进行了分析，这为岩屑床破坏器的结构优化设计、制造及现场应用提供了必要的理论技术支持。     

挡板鼓泡床内气泡特性的CFD模拟分析

采用计算流体力学(CFD)方法对挡板鼓泡床内气-固流动进行模拟计算,基于模拟结果建立了识别和分析气泡特性的方法,分析有、无挡板的鼓泡床中气泡运动特性的差异,揭示挡板对鼓泡床内气泡的作用机制。研究结果表明,挡板的存在可以强化气泡破碎作用,大气泡经过挡板时,破碎成多个小气泡。挡板只在一定区域内对气泡存在作用,如需在整个床层内调控气泡行为,需设置多层挡板。在挡板的作用区域内,气泡平均尺寸明显减小、气泡数量增多。在较低气速下,挡板对鼓泡床内气泡的影响较小;随着气速的提高,挡板对气泡的作用逐渐加强,气-固接触更加均匀。