一、采用PTV技术研究循环流化床内气固两相流动（论文文献综述）
张清红[1]（2020）在《欧拉气相—欧拉固相—拉格朗日离散颗粒模型的流化床数值模拟》文中研究表明在流化床的数值模拟中,欧拉-欧拉方法和欧拉-拉格朗日方法是两种最常用的方法。欧拉-欧拉方法中固相守恒方程使用颗粒动理学理论进行封闭,其中固相压力、粘度等参数的确定都依赖于弹性恢复系数,该参数的选取对于描述颗粒碰撞间动量传递和耗散至关重要。在欧拉-拉格朗日方法中,通过颗粒间碰撞作用实现相间动量的传递,忽略了气固两相湍动能传递对离散颗粒运动的影响。因此发展一种合理的描述颗粒碰撞和气固两相湍动能传递的两相流模型对于准确描述颗粒碰撞作用和气固相间作用具有重要意义。基于此,本文考虑弹性恢复系数对固相碰撞过程的影响和气固相间湍动能传递对离散颗粒运动的影响,构建了一种欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合的两相流计算模型。离散颗粒运动遵循牛顿定律,追踪颗粒轨迹,可以得到颗粒尺度的全部信息。由颗粒碰撞的相对速度得到网格内平均弹性恢复系数,并将其引入到颗粒动理学中固相本构关系式的构建。用于预测欧拉固相的输运系数和碰撞能量耗散,进而完善了颗粒动理学中输运系数和固相本构关系式。欧拉气相和欧拉固相均作为连续介质存在,通过k-ε湍流模型考虑了气固相间湍动能传递,将欧拉气相和欧拉固相的气固两相湍动能传递与离散颗粒动力学耦合,构建离散颗粒运动计算模型,修正了欧拉气相和离散颗粒的相间能量传递。应用欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型对鼓泡床内的气固两相流动行为进行数值模拟。将计算结果与双流体模型和离散元模型的结果进行比较发现,欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型预测得到的空隙率分布更接近实验值。进一步分析鼓泡床内弹性恢复系数分布,结果表明,弹性恢复系数与床内气固流动状态有关,在床层内呈现非均匀分布。通过对系统中欧拉固相和离散颗粒的流动分析发现,欧拉固相的速度与拉格朗日离散颗粒的速度一致。数值模拟表明,改进后的耦合模型可以很好的再现颗粒在床中心上升,靠近壁面位置下降,在床内形成的内循环现象。对喷动床内气固两相流动特性进行数值模拟,分析了喷动床内喷射区和环隙区的气固两相运动状态。模拟得到的欧拉固相和拉格朗日离散颗粒速度分布均与实验相吻合。分析了颗粒温度与颗粒浓度之间的关系。由颗粒的位置得到颗粒的扩散系数分布,结果表明,颗粒在轴向方向上的扩散最为明显。通过能量分析得到能量耗散随时间的变化规律,结果表明:颗粒之间以及颗粒和壁面之间的冲击能量耗散最大。在喷动床颗粒碰撞过程的能量耗散中,冲击能量耗散占据了主导地位。基于欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型模拟研究了内循环流化床内气固两相的流动特性。对欧拉气相的速度以及欧拉固相、拉格朗日离散颗粒的速度和浓度进行统计发现,网格内欧拉固相浓度和速度变化均与拉格朗日离散颗粒吻合。模型预测出的欧拉固相的固体循环质量流量与内循环流化床中拉格朗日离散颗粒一致,而使用双流体模型和离散元模型计算的固体循环流量差异明显。模拟获得了内循环流化床内弹性恢复系数的变化。总的来说,在低速室内的弹性恢复系数大于高速室内的值。进一步研究发现,弹性恢复系数不仅和碰撞速度有关,还与颗粒浓度有关。随着颗粒浓度和拉格朗日离散颗粒的碰撞速度的增加,弹性恢复系数减小。表明本文构建的耦合模型可以再现床内弹性恢复系数的变化过程,实现对碰撞过程的修正。
刘晓英[2]（2020）在《飞灰循环对恩德气化炉气固流动及气化特性影响的研究》文中进行了进一步梳理煤炭一直是我国的主要能源,在我国能源消费构成中占60%70%的比例,且在短时间内这种趋势也不会发生改变。我国每年约有84%的煤炭直接燃烧,造成严重的大气污染和温室效应。循环流化床气化炉术作为一种清洁的煤气化技术,对降低污染物排放、改善环境具有很大的优势。恩德气化炉是一种典型的煤气化技术,由于其具有:可利用褐煤等劣质煤进行气化、气化强度高、不产生焦油及酚类等优点,被广泛应用于工业燃气、城市燃气和化工合成气的生产中。恩德气化炉飞灰可燃物含量高（20%40%）,排放飞灰无法全部二次利用,造成了严重的能源浪费。为了降低飞灰可燃物含量,本文提出了一种恩德气化炉飞灰循环气化技术。本文对恩德气化炉炉内气固流动特性进行了试验及数值模拟的研究,给出了循环物料的气化特性,并在一台45000 Nm3/h恩德气化炉上进行了工业试验研究。根据一台造气量为45000 Nm3/h恩德气化炉,建立1:15气固两相试验台,利用反射式光纤颗粒浓度速度测量仪对不同下喷气化剂速度、喷嘴结构布置工况下的炉内颗粒流动特性进行研究。结果表明:随着下喷气化剂速度的不断增加,颗粒在喷动区的速度逐渐增加,在回流区的速度逐渐降低。在整个截面上颗粒的浓度逐渐降低。切圆布置下颗粒速度在中心喷动区的速度低于对冲布置,浓度高于对冲布置。虽然对冲布置下,炉内颗粒的浓度分布的对称性要好于切圆布置,但是切圆布置下颗粒的回流率高,且波动小,系统运行稳定。对不同引射器工作介质压力、上喷气化剂速度、料层高度及不同物料工况下的炉内颗粒流动特性进行研究。研究得到:随着引射器工作介质压力逐渐增加,中心喷动区颗粒速度逐渐降低,颗粒浓度逐渐增加,颗粒循环率逐渐增加。当工作介质压力为0.06 MPa时,可有效阻止炉内气流反窜,回料管中固体颗粒速度的波动小,工作介质质量流量占下喷气化剂量的1.6%,对炉内固体颗粒的流动特性影响较小。在不同炉膛高度下,黄米颗粒的速度在喷动区低于小米、浓度高于小米。随着上喷气化剂速度的增加,颗粒在喷动区的速度逐渐降低、浓度逐渐增加;在回流区绝对速度降低、浓度逐渐降低。当上喷气化剂速度为25 m/s时,颗粒的循环率达到最高值0.51 kg/h,对气化炉内部颗粒的流动影响较小。借助数值计算的方法对不同引射器工作介质压力下的炉内气固流动特性进行了冷态数值模拟。当工作介质压力小于0.06 MPa时,由于工作介质压力较低,无法克服炉内反窜气流,导致颗粒无法进入到炉膛内部。当工作介质压力大于0.06 MPa时,随着工作介质压力的增加,气流逐步向炉内靠近。在固定炉膛高度下,颗粒在炉膛径向方向上的滑移速度基本呈3峰分布。随着工作介质压力的逐渐增加,炉膛中上部中心喷动区的气固滑移速度逐渐降低,炉内气固相间的平均滑移速度先增加后降低。在01250℃升温范围内,分别对造气量为45000 Nm3/h的海拉尔循环物料、海拉尔焦炭和造气量为20000 Nm3/h的神华循环物料进行了非等温热重法研究。结果表明:当温度低于840℃时,海拉尔循环物料和神华循环物料比海拉尔焦炭更容易气化。增加循环物料的回流率和提高气化炉的操作温度有利于提高气化速率。当温度达到946℃时,海拉尔焦炭的质量损失率高于海拉尔循环物料和神华循环物料。当温度进一步升高到1050℃时,海拉尔循环物料和海拉尔焦炭的质量损失率显着增加。恩德气化炉飞灰循环气化技术的工业试验结果表明:当引射器提供压阻从200增加到1100 Pa时,引射器出口和气化炉底部之间的压差逐渐从-0.9 k Pa增加到2.29 k Pa。飞灰中可燃烧含量从26.92%减少到15.32%。引射器提供800 Pa压阻时,蒸汽质量流量为0.17 kg/h。其可以有效地阻止烟气通过回料管从气化炉的底部流到旋风分离器内。合成气中有效气成分（CO、H2）达到74.5%,比未改造前提高高1.24%,飞灰中可燃物含量从26.92%降低到19.91%。结合电镜扫描、能谱分析和数值模拟方法对引射器喷嘴损坏原因进行了分析。结果表明:固体颗粒对喷嘴表面的冲刷及高温下喷嘴α-Cr相的析出是导致喷嘴损坏的主要原因。通过对不同射流蒸汽压力下引射器内气固流动特性的数值模拟:当射流蒸汽压力为35 k Pa时,可有效的防止固体颗粒对喷嘴外壁面的冲刷,喷嘴外壁面的温度约在657℃747℃之间。引射器加装蒸汽射流装置后进行了工业试验,运行2年喷嘴未出现喷嘴损坏失效,射流蒸汽量约占气化炉气化剂蒸汽量的1.78%,对气化炉的影响较小。
王林[3]（2020）在《煤粉-流化床锅炉炉膛的流动和燃烧特性数值模拟》文中研究说明煤粉燃烧具有燃烧效率高等优点,但存在锅炉排放的大气污染物浓度高等问题。流化床燃烧具有燃料适用性广、燃烧生成大气污染物浓度低等优点,但燃烧效率较低。将煤粉燃烧和流化床燃烧的优势相互结合,充分发挥各自的优势,形成煤粉-流化床耦合燃烧,即炉膛底部为密相流化床燃烧、炉膛上部为稀相煤粉悬浮燃烧,具有负荷调节范围宽和煤种适应性广等优势,同时燃烧生成的污染物可以得到有效地控制。但是,炉膛内密相流化床与稀相煤粉炉之间的流动和燃烧能否实现相互耦合,将直接影响煤颗粒在密相流化床和稀相煤粉炉内的流动、燃烧反应和传热过程。因而,利用数值模拟技术进行煤粉-流化床耦合燃烧过程的研究将有利于加深对煤颗粒在煤粉-流化床锅炉炉膛内流动、燃烧反应和传热过程的理解和掌握,可为工程应用提供理论基础。本文以煤粉、流化床锅炉炉内流动和燃烧特性为研究对象,结合成熟的煤粉燃烧和流化床燃烧技术提出了单床和双床两种煤粉-流化床锅炉结构,开展了煤粉、流化床以及煤粉-流化床锅炉炉内流动和燃烧特性的研究,采用颗粒动学分析了颗粒在炉内流动和燃烧所遵循的规律,从多组分的角度探寻颗粒的拟温度、颗粒间压力以及颗粒间曳力等因素对气相以及不同组分颗粒运动的影响。考虑了气、固两相相间以及两相与水冷壁间的对流、辐射传热模型,分析了煤中水分析出、挥发分热解以及可燃物燃烧的全过程化学反应机理,建立了颗粒动理学-煤气化燃烧反应的流动-反应计算模型。应用颗粒动理学数值模拟了单床和双床两种结构煤粉-流化床锅炉炉内气固两相流动特性。为分析两种燃烧方式能否有机地结合并达到相互促进作用,分别探讨了底层流化风对煤粉四角切圆的影响以及流化风对上部多层横向风对流态化的影响,结果表明当风速低于1.5m/s时上行的流化风不会影响煤粉燃烧器一、二次风的切圆运动,但影响切圆形态。流化风速越大一、二次风形成的切圆半径越大,二次风形成的切圆半径小于一次风。相同流化风速下单床结构切圆半径大于双床结构。经对比分析得到流化速度为1.3m/s时,煤粉、流化床之间能够最有效地耦合并相互促进。在该流化速度下从气相速度以及颗粒相浓度等角度分析得到了两种炉型负荷比为70:30最优。应用颗粒动理学-煤气化燃烧反应的气固流动-反应计算模型分析了两种煤粉-流化床锅炉炉内燃烧特性以及污染物生成的机理。结果表明无论是单床还是双床结构炉内气固两相温度分布均匀,具有良好的传热性。由于煤粉、流化床容量设置以及两种燃烧方式的内在特点,炉膛内气固两相温度峰值位于煤粉小颗粒燃烧区,对固相颗粒浓度和相应组分反应速率分析研究发现了部分煤粉小颗粒受重力作用落入到流化床内参与流化燃烧,同时部分煤料中颗粒受上行流化风的托举参与了煤粉小颗粒燃烧,实现了两种燃烧方式的耦合燃烧。对气相组分浓度及其反应速率研究发现CO主要来源于碳的不完全燃烧,氧浓度对CH4和Tar燃烧反应速率影响极大。对污染物生成的机理研究发现NO对温度极为敏感,高温区域生成的NO浓度最大,流化床内投入的石灰石能够起到炉内脱硫的作用。采用热工性能试验和数值模拟相结合的方式对煤粉和流化床锅炉不同负荷下锅炉运行状况及燃烧特性进行了研究。热工性能试验发现煤粉和流化床锅炉在额定负荷下热效率最高,随着负荷率的下降热效率降低。将满负荷条件下煤粉和流化床锅炉热工性能试验所得数据和数值模拟结果进行了对比分析,从而验证了模拟结果的有效性。对煤粉、流化床锅炉不同负荷进行模拟研究得到炉内温度及气固两相组分的分布情况。将煤粉、流化床以及煤粉流化床锅炉特征热工参数对比分析得到了煤粉-流化床锅炉的设计方式可以实现大幅增加锅炉负荷波动范围的同时保证较高的运行效率。
赵立正[4]（2020）在《煤矸混烧超临界CFB锅炉气固流动及污染物生成特性研究》文中认为循环流化床锅炉技术正朝着大容量和超临界、超超临界参数方向大力发展。该技术能综合利用煤炭行业选煤产生的矸石等低热值煤。本文以山西朔州某电厂拟建的660MW超临界循环流化床锅炉为研究对象,该炉设计煤种为煤矸石和洗中煤混煤。由于煤矸石混烧的660MW等级超临界流化床在国内应用较少,为保障其投运后的性能,本文从燃料特性、关键部件分离器的布置和结构,到床内气固流动及污染物生成特性的模拟预测,系统的研究由于燃用煤矸石和大型化给锅炉带来的几个问题。基于HSC Chemistry软件,对两种矸石掺混的煤样进行了热力学平衡计算,探讨了不同温度、气氛、钙硫比、铁硫比以及氧碳比等多种工况条件下含硫物相分布特点,分析矸石中灰的组成特性对固硫产物的影响。研究表明:氧化性与还原性气氛,含硫化合物的体现有很大差异,前者更多表现为SO2和硫酸盐,后者更多表现为H2S和FeSx;通过特定工况的计算,验证了还原气氛下,含硫物相主要体现为CaO与Al、Si的共聚物而不是CaS的根本原因是因为煤样中Al、Si含量较高;提出用O/C比来替代过量空气系数,用于热力学平衡计算更加合理。在3MW循环流化床热态试验炉上,针对660MW实炉的设计煤种和校核煤种进行了工业试验,掌握其燃烧稳定性、燃尽、床内脱硫、NOx生成和成灰等特性,为实炉的设计和运行提供重要的基础数据。研究表明:两试验煤结渣指数Rz分别为0.913和0.796,结渣倾向轻微;采用床下热烟气点火,在床温435℃时向炉内投入试验煤可实现成功点火,710℃时能顺利切除助燃燃料;飞灰、底渣含碳量较高,燃尽特性相对较差,爆裂性差,应降低煤的粒径,建议中位径d50=1.1mm左右,dmax<8mm;在试验台条件下获得的灰渣比数据,可作为工程相关辅机设备选型的参考依据;试验煤Ⅱ在床温840℃～920℃时,自脱硫率为20.4%～31.6%,床内脱硫效率可达88%～95%。由于石灰石太细,造成Ca/S比偏高,实炉运行时应注重这一问题;NOx生成浓度较低,SNCR投运后脱硝率可达到50%以上,确保NOx排放小于100mg/Nm3。针对CFB锅炉在大型化过程中可能出现的多个分离器物料分配不均问题,通过欧拉-欧拉法研究不同布置方案的物料偏差;对单个分离器的不同结构进行优化设计,确保分离器性能以应对混烧矸石的燃尽问题;将化学反应动力学与CFD相结合,讨论分离器内SNCR过程中影响因素及其中的多种基元反应。研究表明:在初设方案的基础上,将中间两分离器偏移1.5m是最优布置方案,此时各分离器间的物料偏差最小;可以用指标Y=η/ξ来评价分离器的分级效率和阻力的综合性能,最优的结构方案为在初设基础上将内筒偏置180°,此时Y值最大,Y=3.38;SNCR过程对NO的脱除作用随系统温度变高呈出先升后降趋势,在950℃达到最大脱硝率,温度再高时,OH等活性基元增多,将促使NH3被氧化,影响了对NO的脱除。以3MW试验台为对象进行了欧拉-欧拉法气固多相燃烧过程的数值模拟方法的开发,编制了描述多相燃烧的自定义函数UDF,通过试验台的测试结果对所开发模拟方法进行了验证。研究表明:涡耗散概念模型EDCG方法和涡耗散模型EDFR方法相比,EDCG方法更适合用于描述CFB锅炉床内的燃烧和化学反应;NH3在炉内高度方向上先于HCN达到平衡;CNO的消耗主要是通过反应R13中CNO与O2生成NO;N2O和NO的还原均以异相反应为主。对660MW超临界CFB锅炉的初设方案进行气固多相流动和燃烧的模拟,预测了床内速度、颗粒浓度和温度分布情况,研究二次风的设计参数对床内混合和磨损问题的影响,讨论不同运行参数对污染物生成的影响规律。研究表明:床内沿高度方向不同截面固相垂直速度呈现“环-核结构”;床内温度水平在1100K左右;3个不同气流方向工况穿透性有较大区别,水平向上30°时最好;加大过量空气系数、一次风率均会使出口 S02浓度减小,同时也影响了 NO和N2O的生成。
王旭[5]（2020）在《钙基法烟气脱硫气固两相流动与反应数值模拟研究》文中研究说明烟气脱硫技术主要应用于脱除工业废气中的SO2组分,以减小其对生态环境和人类健康造成的危害;其中,电力供应、金属冶炼以及石油加工炼焦是三大主要的含硫废气排放工业类型,我国年累计排放量达千万余吨。烟气脱硫技术的主要脱硫设备为脱硫反应器,在反应器内部伴随着气-固、液-固或气-液-固三相的流动,如此复杂的多相体系同时伴随着颗粒聚团等多尺度结构和颗粒各向异性特性,直观表现为各相的不均匀分布特性,并直接或间接地对烟气脱硫效率产生影响。因此,对烟气脱硫反应器中的气-固两相流动及其对脱硫效率的影响因素展开进一步研究是十分必要的。目前,对于烟气脱硫工艺而言,仍缺乏从颗粒聚团介尺度和单个颗粒尺度出发的研究成果,特别是当反应器内存在湿颗粒时,颗粒因受到液桥力的作用而大量聚团结块,而这种以多尺度为主导的流动结构对脱硫效率的影响程度仍不明确。基于上述原因,本文以干式和半干式两种脱硫工艺为研究对象,基于欧拉-拉格朗日（Euler-Lagrange,E-L）离散元法,应用数值模拟方法针对不同工艺建立相应的气固两相流动模型并考虑各相间的传热特性,结合反应动力学模型和双膜理论,深入研究气-固两相流动规律以及脱硫反应主要影响因素,揭示流动特性、传热特性对脱硫反应过程的影响机制。基于Euler-Lagrange方法,建立脱硫反应器内气-固两相流动模型。为提高计算效率,解决颗粒数目巨大而难以模拟的问题,文中建立了基于MP-PIC粗粒化方法的颗粒运动模型,并结合EMMS非均匀曳力模型,构建了干式脱硫反应器内气固两相流动模型;考虑到湿颗粒之间静态液桥力的作用,建立了半干式反应器内的湿颗粒运动模型;针对反应器内多相间的传热传质特性,建立气相-固相和固相-固相间传热模型以及脱硫反应器内的相间传质模型。基于Euler-Lagrange气固两相流动模型和传热、反应动力学模型,开展对低温干式烟气循环流化床反应器内气固两相流动与脱硫特性研究,分析不同流动边界条件下,气-固两相流动规律,并以此为基础,研究相间传热特性以及脱硫反应特性。结果表明,反应器内的固相呈现“下浓上稀”非均分布特性,而提高气体入口流速、减小粒径可以有效削减这种不均匀分布性;在此基础上,分析了气体流速、烟气温度和颗粒粒径对相间传热的影响,结果显示提高入口气体流速和温度,增大颗粒粒径,则颗粒的对流换热和辐射换热速率提高;最后研究了体系脱硫特性,结果表明颗粒的脱硫反应速率随床高增加而减小,床内SO2浓度在轴线方向上先快速下降后在出口处缓慢上升;此外,CO2对脱硫效率产生的影响表现在当CO2浓度较高时,脱硫效率急剧下降。应用MP-PIC方法,结合EMMS曳力模型,开展中温干式烟气循环流化床反应器内气固两相流动特性以及脱硫反应过程研究,在优化数值计算参数基础上,研究了物性参数对脱硫效率的影响。结果表明,采用MP-PIC方法时,颗粒权重对数值结果影响较大,当权重大于3000,则数值结果显着偏离实验结果;对比两种曳力模型发现,EMMS非均匀曳力模型相比于Gidaspow均匀曳力模型与实验结果拟合更好;此外,进行了不同入口边界和颗粒粒径对脱硫效率的影响研究,结果表明提高入口流速或增加颗粒粒径,颗粒的反应速率和脱硫效率明显下降,而增加入口烟气温度可以有效提高脱硫反应速率和脱硫效率;最后,研究了返料口颗粒物性对脱硫效率的影响,结果表明,当返料口物料中Ca O的质量分数较大时,脱硫效率有所增加,但改变入口条件,即当返料口颗粒的体积浓度增加而颗粒中Ca O的质量分数较低时,则脱硫效率基本不变。基于气相-湿颗粒流动模型,考虑液桥力作用,结合双膜理论,开展半干式烟气脱硫反应器内气固两相流动特性和脱硫反应过程研究,分析比较了未考虑液桥力和考虑液桥力两种情况下颗粒的浓度分布、速度分布以及整体脱硫效率。结果表明,当考虑液桥力时,系统内存在结块颗粒和自由颗粒两种流动结构,颗粒受到的液桥力、碰撞力和曳力依次减小;此外,通过分析脱硫反应过程发现,当体系湿度较低时,湿性颗粒不利于烟气脱硫反应,液桥力导致湿颗粒脱硫剂利用率降低,但继续增加体系湿度,颗粒结块直径增加,数量减少,增加了颗粒存留时间,提高异相接触效率,最终呈现脱硫效率先增加后减小的特性。综上,本文应用数值模拟方法研究了低温干式、中温干式以及半干式烟气脱硫工艺,根据不同脱硫工艺特点,构建了相应的烟气脱硫的流动、传热和传质模型,并在此基础上研究了脱硫反应器内的脱硫剂颗粒的三种基本特性,揭示了脱硫过程中气固两相流动不稳定性和不均匀性的分布性的原因,并阐释流动特性对脱硫反应过程的影响机制,相关结论可为烟气脱硫工艺的结构设计和操作参数的选取提供理论依据和技术支持。
吴迎亚[6]（2020）在《高密度循环流化床模型化研究》文中认为高密度循环流化床（High-density circulating fluidized bed,简称“HDCFB”）具有更高的床层固含率和颗粒循环量增加了反应器的处理能力,保证了HDCFB中的传热及传质效果,使其在工业过程中具有良好的应用前景。在本课题组HDCFB实验研究的基础上,本文旨在通过模型化的手段来深入认识HDCFB系统稳定性操作条件,HDCFB提升管/下行床反应器的气固流动及反应特性,并初步探究HDCFB反应器的工业应用前景。首先,通过构建基于贝叶斯理论的不确定性分析方法来分析HDCFB系统的稳定性操作条件,利用Sobol指数来表征各“可操作变量”对循环流化床（Circulating fluidized bed,简称“CFB”）实现高密度稳定性操作的影响。并同低密度循环流化床（Low-density circulating fluidized bed,简称“LDCFB”）进行对比发现:实现高密度操作的关键是颗粒相的推动力。在此基础上,考察“可操作变量”的波动对高密度稳定操作的影响,发现控制伴床堆料高度的波动或维持伴床堆料高度的稳定是实现体系HDCFB稳定操作的关键所在。基于颗粒聚团对HDCFB提升管反应器进行模型化构建,通过HDCFB提升管反应器内气固流动结构分解,利用底层模拟结果实现方程封闭,建立适用于HDCFB体系的气固曳力模型,对HDCFB提升管反应器进行模拟并与实验结果进行对比,验证了模型的准确性。基于模拟结果,建立颗粒扩散系数计算方法和自适应颗粒聚团判断-追踪算法,分析颗粒的返混及颗粒聚团特性。发现对于LDCFB,HDCFB提升管反应器的环核结构逐渐消失,边壁区几乎不存在向下运动的颗粒,反应器内颗粒返混要低于LDCFB。在颗粒聚团方面,相对于LDCFB,HDCFB提升管反应器中更容易形成小尺寸颗粒聚团,且聚团数目更多,形状更接近球形。在已建立的适用于HDCFB提升管反应器的流动模型基础上,考虑颗粒聚团对反应的影响,建立适用于HDCFB提升管反应器的考虑颗粒聚团影响的反应修正模型。在此基础上,进一步探索HDCFB提升管反应的工业应用前景,对工业FCC过程的提升管反应器进行模拟研究。发现在高密度操作条件下,较高的颗粒浓度,意味着反应所需的温度降低,从而抑制热裂化反应、促进催化裂化反应,从而提高产品的选择性,提高汽油和液化气的产率,降低干气和焦炭的产率。基于颗粒聚团对HDCFB下行床反应器进行模型化构建,通过下行床反应器内颗粒聚团动态平衡模型,即求解进入和流出聚团内的颗粒数量的动态平衡方程,来计算出聚团的直径,构建基于颗粒聚团曳力模型,实现HDCFB下行床反应器气固流动模拟;在此基础上,利用聚团分布特性对HDCFB下行床反应器的反应模型进行修正,从而实现HDCFB下行床反应器反应特性的模拟,并将所建模型应用于下行床热解反应器,实现二元颗粒,包括煤颗粒和热载体颗粒的气固两相流动、混合、传热和煤热解反应过程的准确模拟。
苏鑫[7]（2020）在《高密度气固循环流化床形成机制及其流动特性实验研究》文中研究指明高密度气固循环流化床（High-Density Circulating Fluidized bed,HDCFB）因其具有气固作用强烈、传热、传质效率高等优异的性能,在石油化工、能源转化以及环境保护等领域应用广泛。但有关HDCFB的基础研究远落后于工业应用,究其根本原因是在实验室内很难形成稳定的高密度操作状态。本文旨在搭建一套大型HDCFB实验装置探究其形成机制,并以提升管为研究对象在极宽的操作范围内系统地研究颗粒浓度、颗粒速度以及颗粒聚团的分布特性,揭示HDCFB内气固流动规律,为HDCFB反应器的设计开发和工业应用提供理论指导。自行设计并搭建了一套高18 m的HDCFB冷模实验装置,其颗粒循环速率（Gs）高达1800 kg/（m2 s）,完全覆盖工业装置的操作条件。定量研究了储料高度、下料控制阀开度、表观气速以及储料罐底部流化风的量对Gs的影响。然后,建立了全回路压力平衡模型,该模型可以根据装置结构、颗粒性质以及操作条件准确地预测Gs,同时给出系统的压力分布,为HDCFB设计、优化和操作提供理论指导。在100-1800 kg/（m2 s）的操作范围内,系统地研究了颗粒浓度与速度的轴径向分布。轴向上,颗粒浓度与速度均呈指数型分布,截面平均颗粒浓度可以达到0.2以上。径向上,高密度操作时呈抛物线型分布而非低密度操作状态的“环-核”流动结构。气固流动结构的发展速度随Gs的增加而变缓,当Gs>1400 kg/（m2 s）时,直到12 m的轴向位置气固流动结构才得到充分发展。另外,随着Gs的增加,颗粒浓度的标准差逐渐增加,概率密度分布变宽,向下运动的颗粒数量逐渐减少甚至消失,说明气固湍动程度增强,接触效率提高,轴向“返混”减弱,反应器性能提升。最后,对比不同高度提升管内颗粒浓度与速度分布发现,较矮的提升管不但会限制气固流动结构的发展,而且还会增加颗粒浓度并减小颗粒速度,这也是在较高的提升管内研究HDCFB流动特性的原因。与传统的循环流化床相比,在极高的颗粒通量（Gs>1000 kg/（m2 s））下操作的HDCFB具有轴径向分布均匀、气固接触效率高、“返混”弱、处理量大等优异的性能。基于颗粒浓度瞬时信号开发了一种物理意义明确且具有时变性特征的颗粒聚团识别方法,利用该方法对提升管内颗粒聚团特性进行了系统的表征。结果显示,在高密度条件下,提升管内更易形成颗粒聚团、形成的聚团浓度更高、尺寸更小、运动速度更慢。而当Gs>1400 kg/（m2 s）时,颗粒聚团时间分数显着降低,聚团浓度基本维持稳定,聚团尺寸和速度稍有增加,再次说明HDCFB反应器内气固混合更均匀,接触效率更高,反应器性能更优。总之,HDCFB是一种高效的反应器形式,研究意义和应用前景巨大。
闫盛楠[8]（2019）在《流化床内基于神经网络方法的非球形颗粒两相流模拟研究》文中研究指明气固流态化系统广泛应用于能源、化工、食品、航天等工业领域。在气固流态化系统中,颗粒通常呈现不规则的非球形。在传统的研究方法中为了简化计算,研究者们通常将颗粒假设为球形颗粒。然而,在很多实际的颗粒系统中,球形颗粒的假设已不能真实的反映流态化系统中的颗粒流动行为,严重地影响了流化床反应器的设计、优化、模化和实际运行。因此,开展典型流化床内非球形颗粒气固两相流体动力特性的研究是十分必要的。数值模拟方法是一种常用的预测复杂气固两相流态化系统中流体动力特性的有效方法。本课题中拟采用欧拉-欧拉双流体模型,开展典型流化床内非球形颗粒气固两相流体动力学特性研究。非球形颗粒气固两相流体动力学数值模拟研究方法中的难点之一在于,由于颗粒形状复杂,气固间的曳力系数难以有效预测,球形颗粒的气固曳力系数不能准确地反映真实的曳力情况。鉴于人工智能方法的飞速发展,本课题中拟采用人工神经网络方法建立非球形颗粒曳力系数预测方法和关联式,并将该关联式嵌入到欧拉-欧拉双流体模型中,应用于几种典型气固流化床系统流体动力行为的预测。通过人工神经网络预测方法对非球形颗粒气固曳力系数进行预测及分析。首先比较反向传播（BP）神经网络模型和径向基函数（RBF）神经网络模型对Song等的实验结果进行预测。结果表明,采用RBF方法预测非球形颗粒气固曳力系数误差较小,计算效率较高。同时应用RBF神经网络模型,对不同球形度下的气固曳力系数进行预测和分析。研究结果表明,人工神经网络可以用于非球形颗粒气固曳力系数的预测研究,研究结果可为复杂形状颗粒气固曳力系数的预测提供一种有效的手段,可进一步发展非球形颗粒的双流体模型。应用PIV技术对喷动床内非球形颗粒气固流动特性进行实验研究,获得非球形颗粒在喷动床内喷动区、喷泉区和环隙区各区域的速度分布,以及曳力分布等特性。实验结果表明,随着入口喷动气速的增加,喷动区高度范围变化不大,喷泉区高度范围逐渐增大。应用建立的非球形颗粒两相流模型进行喷动床内气固两相流体动力特性数值模拟研究,模拟结果与本文实验结果进行对比分析,数值模拟结果与实验结果符合较好,进一步验证所建立的气固曳力系数关联式的适用性。将基于人工神经网络模型得到的曳力系数关联式嵌入欧拉-欧拉双流体模型,数值模拟鼓泡流化床内非球形颗粒流体动力行为,分析颗粒速度、颗粒温度、各向同性分布、扁平因子分布等。数值模拟结果同实验结果符合较好,表明该曳力模型的适用性。颗粒在床内呈现环核流动,即在中心区域上升,在两侧边壁区域下降。颗粒形状对于颗粒水平方向速度影响甚微,对于垂直方向速度有一定影响,但这种影响并不是单调的函数关系。不同颗粒球形度对颗粒高频脉动能量分布影响较大,但对颗粒低频脉动能量分布影响较小。将基于人工神经网络模型得到的曳力系数关联式嵌入欧拉-欧拉双流体模型中,数值模拟提升管内非球形颗粒的流体动力行为,分析球形度、颗粒密度和颗粒尺寸对提升管内气固两相流体动力特性的影响。数值模拟结果同实验数据符合较好,再一次表明该曳力模型的适用性。颗粒球形度的差异显着影响提升管内颗粒的颗粒浓度分布以及颗粒聚团介尺度结构的形成。不同颗粒球形度对颗粒高频脉动能量分布影响较大,但对颗粒低频脉动能量分布影响较小。
胡陈枢[9]（2019）在《流化床内流动、混合与反应的多尺度模拟研究》文中进行了进一步梳理流化床是一种重要的工业反应器,在能源、化工、冶金等领域得到了广泛应用。流化床反应器内存在典型的稠密气固两相流反应过程,该过程具有多态（流动状态）、多尺度特点,并受到多参数（如操作参数、颗粒性质、几何结构等）、多物理场（如流场、传热场、反应场、附加场等）相互耦合作用,从而形成高度非线性的复杂时空演变特征。在流化床研究中,数值模拟能够以较低的成本,快速对不同的几何结构、运行工况进行评估,并以较高精度解析反应器内的气固流动细节,因此得到越来越多的使用。然而到目前为止,各模拟方法的可靠性仍然有待提升,对流化床气固流动规律的认识需要进一步深入。基于上述认识,本文旨在发展多尺度稠密气固两相反应流模拟方法,将CFD-DEM、Coarse-grained CFD-DEM、MP-PIC以及TFM四种主流方法从模拟冷态流动拓展到热态反应过程,对不同尺度流化床内气固流动、传热以及反应多场耦合过程进行预测,并利用一系列实验数据在不同流化床系统内对模型进行检验验证。基于上述方法,作者开展了以下几部分工作:第一部分中通过文献综述,对稠密气固两相流的不同模拟方法、重要子模型（曳力模型、碰撞模型）及其参数在不同流化条件（流态、颗粒类型、床体结构等）下的适用性（准确性、计算效率）进行了系统性评估。第二部分中对冷态流化床内进行了数值模拟研究,围绕介尺度结构（即鼓泡床中气泡与循环床中颗粒团）特性及其影响进行分析。研究了:（1）鼓泡床内不同气压下的埋管磨损行为;（2）循环床提升管内颗粒团时间演化机理与风速的影响。结果揭示了介尺度结构的演化机理与影响机制,反映了其在气固流动与混合中起到的关键作用。第三部分中对实验室热态流化床内的传热、热解、气化与燃烧过程进行模拟研究:（1）探究了喷动床中颗粒碰撞参数对流动与传热的影响,并揭示了其影响机制;（2）考察了鼓泡床生物质快速热解过程中反应颗粒尺寸/密度变化的影响,并对比了不同模拟方法在预测该过程时的异同;（3）研究了鼓泡床煤气化过程中操作参数（粒径、床温）的影响;（4）考察了鼓泡床内煤燃烧过程中二次风条件的影响,并深入分析了床内局部过热区的形成机制。上述研究着重探讨了流动、传热与燃烧过程的相互作用,以及气固混合在上述相互作用中发挥的影响。第四部分中将模拟尺度扩大到了工业尺度流化床,研究了工业300MWe循环流化床燃煤锅炉内的流动、传热与燃烧反应的耦合过程,并考察了给料方式的影响。
李丹[10]（2019）在《流化床气固流动的动态多尺度曳力模型与数值模拟研究》文中进行了进一步梳理气固两相流动广泛存在于热能、能源和化工等工业生产实践中。因此,研究气固两相流动对理论模型和工程应用都有十分重要的意义。同时,气固两相流动在气体湍流以及气固相间作用的影响下,呈现出明显的非均匀结构特征,使得离散颗粒、颗粒聚团以及气泡的流动非常复杂。在复杂的气固两相过程中,曳力对气固两相流动的影响占主要地位。本文基于双流体模型和颗粒动理学理论（kinetic theory of granular flow,KTGF）,提出并构建了一种考虑颗粒聚团影响的非均匀动态多尺度气固相间曳力模型（Dynamic Cluster Structure Dependent drag model,DCSD drag model）。模型构建了考虑空间-时间变化以及颗粒间相互作用的动量守恒方程,建立了考虑颗粒碰撞能耗的非均匀气固流动的多尺度能耗公式。应用非均匀动态多尺度气固相间曳力模型,对不同几何结构以及物性参数的提升管内气固两相流动进行了数值模拟研究,并与Gidaspow曳力模型下的流动特性以及实验进行了比较。模拟描述了提升管内颗粒聚团的生成、破碎,较好地预测了提升管内颗粒相参数的非均匀分布特征,捕捉到了提升管内环-核流动结构特征。研究发现,颗粒聚团的直径变化与颗粒浓度变化之间有一定关联。迁移加速度的瞬时值在数量级上与重力加速度相当或大于重力加速度1-2个数量级。瞬时当地加速度大于瞬时迁移加速度1-2个数量级。时均加速度的数量级大体上与重力加速度相当,说明空间-时间变化对两相流动特性的影响不可忽略。通过多尺度能耗,特别是颗粒碰撞能耗的研究发现,颗粒碰撞能耗与曳力能耗共同作用影响颗粒聚团的形成。说明颗粒碰撞能耗对两相流动特性的影响不可忽略。研究表明,与Gidaspow曳力模型相比,动态多尺度气固相间曳力模型得到的模拟结果与实验数据吻合的更好。基于本文提出的非均匀动态多尺度气固相间曳力模型,根据鼓泡床流动特征,构建了适用于鼓泡流化床的非均匀动态多尺度气固相间曳力模型（Dynamic Bubble Structure Dependent drag model,DBSD drag model）。模型将气固两相分为乳化相,气泡相,乳化相以及气泡相的相间作用区,构建了考虑空间-时间变化以及颗粒间相互作用的动量守恒方程,构建了考虑颗粒碰撞能耗的非均匀气固流动的多尺度能耗公式。应用非均匀动态多尺度气固相间曳力模型,对不同几何参数以及物性参数的鼓泡流化床内气固两相流动进行了数值模拟研究。分析了颗粒浓度、速度,气泡在鼓泡床内的分布特征等规律。从瞬时值上看,气泡相瞬时当地加速度比瞬时迁移加速度大2个数量级。从时均值上看,气泡相当地加速度大于迁移加速度2个数量级,乳化相内气体当地加速度大于迁移加速度1个数量级。乳化相内颗粒当地加速度与迁移加速度在数量级上相当。B类颗粒的鼓泡床的多尺度参数受到颗粒碰撞的影响;在A类颗粒的鼓泡床内,鼓泡床不同高度处中心区域曳力能耗始终占主导地位,而壁面附近的颗粒碰撞控制机理份额较小,但对鼓泡床多尺度参数的计算仍有影响。模拟的结果表明非均匀动态多尺度气固相间曳力模型得到的计算结果与实验数据吻合。本文提出了一种循环流化床的水平回料器结构的改进思路,改变筒体截面的形状,将圆形截面的筒体改变为不同扁率的椭圆筒体。应用DEM模型和KTGF对不同转速下不同扁率的椭圆旋转筒体以及圆形旋转筒体内颗粒运动进行了数值模拟。研究分析了颗粒在旋转筒体内的运动状态、受力、速度分布、颗粒温度和结构温度以及能量耗散等参数的规律。研究结果表明,椭圆旋转筒体内颗粒运动受转速以及旋转角度的影响,而圆形旋转筒体内颗粒运动几乎不受旋转角度的影响。椭圆旋转筒体内平动颗粒温度和结构温度都比圆形旋转筒体大。研究结果表明椭圆旋转筒体在低转速时颗粒混合得到改善,在高转速时颗粒分离效果更加明显。对带有水平螺旋回料器结构的循环流化床进行了数值模拟。研究结果表明随着旋转角速度的不断增大,循环流化床内颗粒循环流量增大,能够通过调节螺旋回料器转速控制颗粒循环流量。
二、采用PTV技术研究循环流化床内气固两相流动（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、采用PTV技术研究循环流化床内气固两相流动（论文提纲范文）
（1）欧拉气相—欧拉固相—拉格朗日离散颗粒模型的流化床数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 气固两相流动的数值模拟方法 |
| 1.2.1 直接数值模拟 |
| 1.2.2 欧拉-拉格朗日方法 |
| 1.2.3 欧拉-欧拉方法 |
| 1.2.4 相间相互作用力 |
| 1.3 弹性恢复系数的研究 |
| 1.4 TFM和CFD-DEM模型比较 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 欧拉气相-欧拉固相-拉格朗日离散颗粒耦合模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CEEL模型 |
| 2.2.1 欧拉气相守恒方程 |
| 2.2.2 欧拉固相守恒方程 |
| 2.2.3 拉格朗日离散颗粒控制方程 |
| 2.3 弹性恢复系数 |
| 2.3.1 基于运动学定义的离散颗粒弹性恢复系数 |
| 2.3.2 基于准静态接触理论的离散颗粒弹性恢复系数 |
| 2.3.3 基于实验关联式的离散颗粒弹性恢复系数 |
| 2.4 相间曳力 |
| 2.5 虚拟流体 |
| 2.6 算法实现 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 鼓泡床内气固两相流动特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Goldschmidt等实验的鼓泡床气固流动分析 |
| 3.2.1 模拟工况及条件 |
| 3.2.2 与实验数据的对比 |
| 3.2.3 瞬时流动状态 |
| 3.2.4 气体速度分布 |
| 3.2.5 固相速度分布 |
| 3.2.6 颗粒温度分布 |
| 3.2.7 旋转颗粒温度分布 |
| 3.2.8 离散颗粒的运动轨迹 |
| 3.2.9 弹性恢复系数分布 |
| 3.3 Muller等实验的鼓泡床气固流动分析 |
| 3.3.1 模拟工况及条件 |
| 3.3.2 与实验数据对比 |
| 3.3.3 瞬时流动状态 |
| 3.3.4 气体速度分布 |
| 3.3.5 固相速度分布 |
| 3.3.6 颗粒温度分布 |
| 3.3.7 旋转颗粒温度分布 |
| 3.3.8 弹性恢复系数分布 |
| 3.3.9 CEEL模型与TFM模型和DEM模型结果的比较 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 喷动床内气固两相流动特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 喷动床内流动特性分析 |
| 4.2.1 计算工况及条件 |
| 4.2.2 与实验结果对比 |
| 4.2.3 喷动床内运动特性分析 |
| 4.2.4 弹性恢复系数分布 |
| 4.2.5 颗粒温度分布 |
| 4.2.6 离散颗粒重叠量 |
| 4.2.7 碰撞过程能量分析 |
| 4.2.8 离散颗粒扩散系数分布 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 内循环流化床内气固两相流动特性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 内循环流化床的流动特性分析 |
| 5.2.1 计算工况及条件 |
| 5.2.2 网格无关性分析 |
| 5.2.3 TFM与DEM模型结果对比 |
| 5.2.4 CEEL模型速度分布 |
| 5.2.5 欧拉固相和离散颗粒的浓度分布 |
| 5.2.6 碰撞速度和弹性恢复系数分布 |
| 5.2.7 颗粒温度和旋转颗粒温度分布 |
| 5.2.8 颗粒弹性模量对基于碰撞速度的欧拉固相弹性恢复系数的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A Simonin模型的时间尺度和参数定义 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）飞灰循环对恩德气化炉气固流动及气化特性影响的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 常用符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 循环流化床气化炉主要类型 |
| 1.3 煤气化反应机理 |
| 1.4 循环流化床气化技术概况及研究现状 |
| 1.4.1 循环物料气化反应动力学研究 |
| 1.4.2 气固两相流动特性试验研究 |
| 1.4.3 气固两相流动特性数值模拟研究 |
| 1.4.4 循环流化床气化喷嘴结构、回料装置研究现状 |
| 1.4.5 恩德气化炉存在的问题及原因分析 |
| 1.5 恩德气化炉循环物料气化原理及技术的提出 |
| 1.6 本文的研究目的及研究内容 |
| 第2章 飞灰循环恩德气化炉炉内固相颗粒流动特性研究 |
| 2.1 气固两相试验台介绍 |
| 2.1.1 试验台模化 |
| 2.1.2 原恩德气化炉气固两相试验介绍 |
| 2.1.3 飞灰循环恩德气化炉气固两相试验台介绍 |
| 2.2 喷嘴结构结构对恩德气化炉炉内固相颗粒流动特性的影响 |
| 2.2.1 不同喷嘴结构下颗粒的循环稳定性的研究 |
| 2.2.2 切圆布置下下喷气化剂速度对炉内颗粒流动特性影响 |
| 2.2.3 喷嘴结构对炉内颗粒流动特性的影响 |
| 2.3 飞灰循环恩德气化炉炉内颗粒流动特性 |
| 2.3.1 引射器工作介质压力对炉内颗粒流动特性的影响 |
| 2.3.2 料层高度对炉内颗粒流动特性的影响 |
| 2.3.3 物料(粒径)对炉内颗粒流动特性的影响 |
| 2.3.4 上喷气化剂速度对炉内颗粒流动特性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 飞灰循环恩德气化炉炉内气固流动特性数值模拟研究 |
| 3.1 数值模拟方法 |
| 3.1.1 基本方程 |
| 3.1.2 固体颗粒相间的封闭方程 |
| 3.1.3 气固两相间的封闭方程 |
| 3.1.4 湍流模型 |
| 3.2 飞灰循环恩德气化炉试验模型几何建模 |
| 3.2.1 模型结构的建立及网格的划分 |
| 3.2.2 网格无关性验证 |
| 3.2.3 边界条件设置及参数选择 |
| 3.2.4 数值模拟计算结果的验证 |
| 3.3 引射器工作介质压力为0MPA时气固流动特性 |
| 3.3.1 炉内气固速度、颗粒浓度分布云图 |
| 3.3.2 炉内颗粒气固速度、颗粒浓度分布 |
| 3.3.3 炉内气固滑移速度分布 |
| 3.4 不同引射器工作介质压力下气固流动特性 |
| 3.4.1 颗粒回流区气相流动情况 |
| 3.4.2 炉内气固两相流动特性 |
| 3.4.3 炉内气固滑移速度分布 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 恩德气化炉循环物料气化特性研究 |
| 4.1 循环物料取样及焦炭样品制备 |
| 4.2 动力学分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 45000 Nm~3/h飞灰循环恩德气化炉工业试验及引射器损坏原因的数值模拟研究 |
| 5.1 针对恩德气化炉的气固引射器设计 |
| 5.2 飞灰循环恩德气化炉工业试验内容及参数 |
| 5.3 引射器有效性验证 |
| 5.4 引射器参数及其对炉内气化特性的影响 |
| 5.4.1 工作蒸汽参数对引射器性能的影响 |
| 5.4.2 引射器不同压阻下气化炉炉内温度压力及气化特性 |
| 5.5 引射器喷嘴蒸汽射流扫保护装置 |
| 5.5.1 喷嘴损坏原因分析方法 |
| 5.5.2 喷嘴损坏原因分析 |
| 5.5.3 增加蒸汽射流保护装置后引射器内气固流动特性数值模拟 |
| 5.5.4 引射器喷嘴增加蒸汽射流保护装置的工业试验研究 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 研究工作的未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 附录1 45000NM~3/H恩德气化炉引射器设计及计算方法 |
| 1 射器设计计算方法 |
| 2 引射器设计计算 |
| 2.1 气固引射器的设计理论 |
| 2.2 气固喷射器的结构尺寸计算 |
（3）煤粉-流化床锅炉炉膛的流动和燃烧特性数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 国内外复合燃烧技术研究现状 |
| 1.1.1 不同燃料混合的复合燃烧技术 |
| 1.1.2 不同燃烧方式的复合燃烧技术 |
| 1.2 煤粉和流化床内流动及燃烧的数值模拟 |
| 1.3 多组分颗粒流动过程的数值模拟 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 煤粉-流化床多组分颗粒流动与反应模型 |
| 2.1 气固流动基本控制方程 |
| 2.1.1 质量守恒方程 |
| 2.1.2 动量守恒方程 |
| 2.1.3 能量方程 |
| 2.1.4 湍流模型 |
| 2.2 传热模型 |
| 2.2.1 对流传热模型 |
| 2.2.2 辐射传热模型 |
| 2.3 燃烧化学反应模型 |
| 2.3.1 煤热解反应模型 |
| 2.3.2 挥发分燃烧模型 |
| 2.3.3 焦炭燃烧模型 |
| 2.3.4 氮氧化物生成反应模型 |
| 2.3.5 二氧化硫生成及脱除反应模型 |
| 2.4 几何模型 |
| 2.4.1 计算区域 |
| 2.4.2 模拟参数的设定 |
| 2.4.3 网格无关性及样本选取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 煤粉-流化床炉膛内流动特性的数值模拟 |
| 3.1 单床结构模拟结果与分析 |
| 3.1.1 炉膛内气相速度分布 |
| 3.1.2 颗粒相体积浓度和速度分布 |
| 3.1.3 流化风对煤粉切圆形态的影响 |
| 3.1.4 燃烧器横向风对流化床的影响 |
| 3.2 双床结构模拟结果与分析 |
| 3.2.1 炉膛内气相速度分布 |
| 3.2.2 颗粒相浓度和速度分布 |
| 3.2.3 流化风对煤粉切圆形态的影响 |
| 3.2.4 燃烧器横向风对流化床的影响 |
| 3.3 不同负荷比影响与分析 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 煤粉-流化床炉膛内燃烧特性的数值模拟 |
| 4.1 计算参数及边界条件 |
| 4.2 传热特性分析 |
| 4.3 燃烧特性 |
| 4.3.1 固相浓度和反应速率 |
| 4.3.2 气相浓度和反应速率 |
| 4.3.3 NO_x和相应组分浓度及反应速率 |
| 4.3.4 SO_2组分浓度和反应速率 |
| 4.4 污染物排放特性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 煤粉、流化床以及煤粉-流化床锅炉性能分析 |
| 5.1 煤粉和流化床锅炉热工性能试验结果与分析 |
| 5.2 模拟与实验的验证 |
| 5.3 煤粉锅炉数值模拟结果与分析 |
| 5.3.1 满负荷下锅炉炉内流动和燃烧特性 |
| 5.3.2 低负荷下炉膛温度和组分浓度分布 |
| 5.4 流化床锅炉炉膛燃烧性能的分析 |
| 5.4.1 满负荷下炉内流动和燃烧特性 |
| 5.4.2 低负荷下炉膛温度分布 |
| 5.5 煤粉、流化床和煤粉-流化床炉膛燃烧性能比较与分析 |
| 5.6 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 煤粉、流化床锅炉效率计算数据 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）煤矸混烧超临界CFB锅炉气固流动及污染物生成特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 流化床锅炉燃用煤矸石可能导致的问题 |
| 1.1.2 循环流化床锅炉大型化过程中易出现的问题 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 低热值煤煤质分析及煤中硫析出特性研究进展 |
| 1.2.2 流化床分离器布置及分离器内SNCR脱硝研究进展 |
| 1.2.3 流化床数值模拟研究进展 |
| 1.3 本论文所做的工作 |
| 第2章 煤中硫析出及自固硫特性的热力学模拟 |
| 2.1 煤质分析 |
| 2.2 煤的简化模型及其验证 |
| 2.2.1 煤的简化模型 |
| 2.2.2 模型的实验验证 |
| 2.2.3 模型验证结果 |
| 2.3 不同气氛下的主要含硫物相 |
| 2.3.1 氧化气氛 |
| 2.3.2 还原气氛 |
| 2.4 钙硫比对固硫的影响 |
| 2.4.1 氧化气氛 |
| 2.4.2 还原气氛 |
| 2.5 铁氧化物的影响 |
| 2.6 O/C比对H_2S释放的影响 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 3MW循环流化床锅炉试验研究 |
| 3.1 燃料、石灰石的理化分析 |
| 3.1.1 试验煤的理化分析 |
| 3.1.2 燃料的反应特性和热重分析 |
| 3.1.3 石灰石的理化分析 |
| 3.1.4 石灰石的煅烧特性 |
| 3.2 试验设备及仪器简介 |
| 3.2.1 CFB燃烧试验台简介 |
| 3.2.2 试验仪器 |
| 3.3 试验煤试烧试验 |
| 3.3.1 着火特性试验 |
| 3.3.2 低床温稳定运行试验 |
| 3.3.3 中断给煤试验 |
| 3.3.4 燃尽特性 |
| 3.3.5 SO_2排放测试及投石灰石脱硫试验 |
| 3.3.6 NO_x的排放特性 |
| 3.3.7 SNCR试验 |
| 3.3.8 CO的排放特性 |
| 3.3.9 结渣特性分析 |
| 3.3.10 灰渣特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 旋风分离器布置、结构优化及SNCR数值模拟 |
| 4.1 分离器的布置方案研究 |
| 4.1.1 锅炉几何建模 |
| 4.1.2 计算模型设置 |
| 4.1.3 分离器布置及网格划分 |
| 4.1.4 模拟结果及分析 |
| 4.2 旋风分离器数值模拟 |
| 4.2.1 旋风分离器结构 |
| 4.2.2 网格划分 |
| 4.2.3 模型及算法选取 |
| 4.2.4 分级效率的定义及统计方法 |
| 4.2.5 数值模拟结果与分析 |
| 4.2.6 综合性评价及优化结构的确定 |
| 4.3 SNCR过程反应动力学机理 |
| 4.3.1 SNCR反应机理概述 |
| 4.3.2 不同SNCR机理的对比 |
| 4.4 分离器内SNCR模拟研究 |
| 4.4.1 适合FLUENT求解SNCR机理包的提出 |
| 4.4.2 新机理包实验验证 |
| 4.4.3 基于FLUENT和CHEMKIN的SNCR反应特性模拟 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 3MW试验台床内流动燃烧过程数值模拟 |
| 5.1 3MW试验台本体结构 |
| 5.2 网格及边界 |
| 5.3 数学模型 |
| 5.3.1 基本控制方程 |
| 5.3.2 气固耦合方程 |
| 5.3.3 湍流模型 |
| 5.3.4 化学燃烧模型 |
| 5.3.5 EDC模型 |
| 5.3.6 辐射和传热模型 |
| 5.4 网格无关性验证 |
| 5.5 EDC_G模型和ED_FR模型对比 |
| 5.6 床内气固流动模拟结果 |
| 5.7 床内燃烧及反应特性结果分析 |
| 5.7.1 床内瞬时温度场 |
| 5.7.2 床内气相组分分布 |
| 5.7.3 床内反应速率在炉膛高度方向的变化 |
| 5.7.4 床内化学反应质量源沿高度变化 |
| 5.7.5 化学反应速率和固相颗粒体积分数关系 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 660MW流化床锅炉床内气固流动及污染物生成数值模拟 |
| 6.1 研究对象及模型设置 |
| 6.1.1 模拟对象 |
| 6.1.2 网格划分及边界设置 |
| 6.2 基本工况模拟结果 |
| 6.2.1 气固流动特性 |
| 6.2.2 温度及组分分布 |
| 6.3 不同工况下二次风穿透性 |
| 6.3.1 喷口布置及射流深度的定义 |
| 6.3.2 射流深度模拟结果分析 |
| 6.4 工况参数对污染物生成的影响 |
| 6.4.1 变过量空气系数 |
| 6.4.2 变一次风率 |
| 6.4.3 钙硫比 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 攻读博士学位期间参加的科研工作 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）钙基法烟气脱硫气固两相流动与反应数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 物理量名称及符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 烟气脱硫技术研究现状 |
| 1.2.1 干式烟气脱硫工艺 |
| 1.2.2 半干式烟气脱硫工艺 |
| 1.3 多相流动数值模拟研究现状 |
| 1.3.1 Euler-Euler方法 |
| 1.3.2 Euler-Lagrange方法 |
| 1.3.3 MP-PIC方法 |
| 1.3.4 相间作用力模型 |
| 1.3.5 湿颗粒和液桥力模型 |
| 1.4 传热模型研究现状 |
| 1.5 脱硫反应过程研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 第二章 基于Euler-Lagrange方法的气固两相流数学模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气固两相流动数学模型 |
| 2.2.1 气相控制方程 |
| 2.2.2 固相控制方程 |
| 2.2.3 相间作用力方程 |
| 2.2.4 颗粒碰撞模型 |
| 2.2.5 MP-PIC方法 |
| 2.2.6 液桥力模型 |
| 2.3 气固两相传热模型 |
| 2.3.1 接触导热模型 |
| 2.3.2 对流换热模型 |
| 2.3.3 辐射换热模型 |
| 2.4 组分输运方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低温干式烟气脱硫循环流化床内流动、传热和反应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型与边界条件 |
| 3.3 气固流动特性 |
| 3.3.1 不同气体入口流速下气固流动特性 |
| 3.3.2 不同颗粒粒径下气固流动特性 |
| 3.4 传热特性 |
| 3.5 烟气脱硫特性 |
| 3.5.1 化学反应速率方程 |
| 3.5.2 脱硫反应特性 |
| 3.5.3 烟气中CO_2组分对脱硫效率影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 中温干式烟气脱硫循环流化床内气固流动与反应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型与边界条件 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 化学反应速率方程 |
| 4.3 脱硫反应器内颗粒流动特性分析 |
| 4.3.1 网格无关性验证 |
| 4.3.2 MP-PIC方法权重数值分析 |
| 4.3.3 曳力模型对比 |
| 4.4 脱硫效率影响因素研究 |
| 4.4.1 入口流速对脱硫效率的影响 |
| 4.4.2 反应温度对脱硫效率的影响 |
| 4.4.3 颗粒粒径对脱硫效率的影响 |
| 4.4.4 返料口物性参数对脱硫效率影响 |
| 4.4.5 返料口物质的量对脱硫效率影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 半干式烟气脱硫工艺中湿颗粒流动与反应研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算模型与边界条件 |
| 5.2.1 模型建立 |
| 5.2.2 化学反应速率方程 |
| 5.3 数值模拟结果与讨论 |
| 5.3.1 液桥力对流动特性影响 |
| 5.3.2 颗粒受力分析 |
| 5.3.3 液桥力对脱硫效率影响 |
| 5.3.4 湿度对颗粒的流动和脱硫效率影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（6）高密度循环流化床模型化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 CFB技术发展 |
| 1.2 HDCFB提升管反应器气固流动及反应特性 |
| 1.2.1 LDCFB提升管气固流动特性 |
| 1.2.2 HDCFB提升管气固流动特性 |
| 1.2.3 颗粒聚团特性 |
| 1.2.4 反应特性 |
| 1.3 HDCFB下行床反应器气固流动和反应特性 |
| 1.3.1 气固流动特性 |
| 1.3.2 颗粒聚团特性 |
| 1.3.3 反应特性 |
| 1.4 HDCFB数值模拟研究 |
| 1.4.1 数值模拟方法 |
| 1.4.2 HDCFB提升管模拟研究 |
| 1.4.3 HDCFB下行床模拟研究 |
| 1.5 文献综述小结 |
| 1.6 本文研究任务 |
| 第2章 HDCFB系统稳定性操作分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HDCFB实验装置 |
| 2.3 基于贝叶斯理论的不确定性分析方法 |
| 2.3.1 不确定性分析方法 |
| 2.3.2 全局敏感性分析方法 |
| 2.4 代理模型建立与验证 |
| 2.5 影响因素全局敏感性分析 |
| 2.6 影响因素的不确定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 HDCFB提升管反应器气固流动特性模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双流体模型 |
| 3.3 气固曳力模型 |
| 3.3.1 曳力模型分析 |
| 3.3.2 曳力模型构建 |
| 3.3.3 基于颗粒聚团的稀相区曳力模型 |
| 3.3.4 基于颗粒聚团的密相区曳力模型 |
| 3.3.5 基于CFD-DEM的颗粒聚团特性关联模型的建立 |
| 3.4 颗粒作用力模型 |
| 3.4.1 传统颗粒作用力模型 |
| 3.4.2 基于颗粒聚团的颗粒间作用力模型 |
| 3.5 模拟对象及工况 |
| 3.6 气固流动特性 |
| 3.6.1 模型验证 |
| 3.6.2 宏观流动特性 |
| 3.6.3 颗粒返混特性 |
| 3.6.4 颗粒聚团特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 HDCFB提升管反应器反应特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组分传递和反应模型 |
| 4.3 基于聚团修正的反应模型 |
| 4.4 反应模型验证 |
| 4.5 HDCFB提升管反应器的工业应用 |
| 4.5.1 集总动力学模型构建 |
| 4.5.2 气固流动、传热及反应综合数学模型 |
| 4.5.3 模拟设置 |
| 4.5.4 流动及反应规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 HDCFB下行床反应器气固流动及反应特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CFB下行床气固流动特性模拟研究 |
| 5.2.1 数学模型 |
| 5.2.2 曳力模型构建 |
| 5.2.3 曳力模型验证 |
| 5.2.4 气固流动特征 |
| 5.2.5 颗粒停留时间 |
| 5.3 HDCFB下行床气固流动特性研究 |
| 5.3.1 HDCFB下行床曳力模型的推广 |
| 5.3.2 HDCFB下行床中颗粒聚团 |
| 5.3.3 HDCFB下行床曳力模型验证 |
| 5.3.4 HDCFB下行床气固流动特性 |
| 5.4 HDCFB下行床反应特性研究 |
| 5.4.1 基于颗粒聚团反应模型的修正 |
| 5.4.2 反应模型的验证 |
| 5.5 下行床反应器工业应用 |
| 5.5.1 流动模型的验证 |
| 5.5.2 传热模型的验证 |
| 5.5.3 煤热解动力学 |
| 5.5.4 下行床煤热解反应器的流动-传热-反应特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）高密度气固循环流化床形成机制及其流动特性实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 气固循环流化床 |
| 1.1.1 循环流化床结构及其特点 |
| 1.1.2 典型的CFB实验装置 |
| 1.2 高密度循环流化床的气固流动特性 |
| 1.2.1 HDCFB内颗粒浓度流动特性 |
| 1.2.2 HDCFB内颗粒速度流动特性 |
| 1.2.3 HDCFB流动结构的发展特性 |
| 1.3 高密度循环流化床内颗粒聚团特性 |
| 1.3.1 颗粒聚团的识别 |
| 1.3.2 循环流化床内颗粒聚团特性的表征 |
| 1.4 文献综述小结 |
| 1.5 本文研究任务 |
| 第2章 实验装置及测量方法 |
| 2.1 实验装置及材料 |
| 2.1.1 实验装置 |
| 2.1.2 颗粒性质 |
| 2.2 测量参数及仪器 |
| 2.2.1 表观气速 |
| 2.2.2 颗粒循环速率 |
| 2.2.3 压力数据 |
| 2.2.4 局部颗粒浓度及速度 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 高密度气固循环流化床形成机制 |
| 3.1 高密度操作的实现 |
| 3.2 操作条件对颗粒循环速率的影响 |
| 3.2.1 储料高度的影响 |
| 3.2.2 储料罐底部流化风的影响 |
| 3.2.3 提升管表观气速的影响 |
| 3.2.4 阀门开度的影响 |
| 3.3 颗粒循环速率预测经验模型 |
| 3.4 全回路压力分布综合数学模型 |
| 3.4.1 储料罐与伴床的压头 |
| 3.4.2 提升管的压降 |
| 3.4.3 气固分离系统的压降 |
| 3.4.4 进料斜管处的压降 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高密度循环流化床颗粒浓度分布特性 |
| 4.1 颗粒浓度分布 |
| 4.1.1 颗粒浓度轴向分布 |
| 4.1.2 操作条件对截面平均颗粒浓度的影响 |
| 4.1.3 颗粒浓度径向分布 |
| 4.2 颗粒浓度分布的轴向发展 |
| 4.2.1 颗粒浓度径向分布的轴向发展 |
| 4.2.2 不同径向区域颗粒浓度的轴向发展 |
| 4.2.3 颗粒浓度轴向发展不均匀性 |
| 4.3 颗粒浓度瞬时波动特性 |
| 4.3.1 颗粒浓度波动的标准差 |
| 4.3.2 瞬时颗粒浓度波动 |
| 4.3.3 颗粒浓度的概率密度分布 |
| 4.4 不同高度提升管内颗粒浓度的轴径向分布 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高密度循环流化床颗粒速度分布特性 |
| 5.1 颗粒速度分布 |
| 5.1.1 颗粒速度轴向分布 |
| 5.1.2 操作条件对平均颗粒速度的影响 |
| 5.1.3 颗粒速度径向分布 |
| 5.1.4 颗粒浓度与颗粒速度之间的关系 |
| 5.2 颗粒速度的轴向发展特性 |
| 5.2.1 颗粒速度径向分布的轴向发展 |
| 5.2.2 不同径向区域颗粒速度的轴向发展 |
| 5.2.3 颗粒速度径向不均匀分布 |
| 5.3 颗粒速度的瞬时分布特性 |
| 5.3.1 颗粒速度瞬时波动的标准差 |
| 5.3.2 瞬时颗粒速度的概率密度分布 |
| 5.3.3 向下运动颗粒百分数 |
| 5.4 不同高度提升管内颗粒速度轴径向分布 |
| 5.5 与循环湍动床内气固流动特性对比分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 高密度循环流化床颗粒聚团的识别与表征 |
| 6.1 颗粒聚团的识别与表征 |
| 6.1.1 颗粒聚团的识别方法 |
| 6.1.2 不同表征方法颗粒聚团演化特性对比 |
| 6.2 颗粒聚团时均特性 |
| 6.2.1 颗粒聚团时间分数 |
| 6.2.2 颗粒聚团浓度 |
| 6.3 颗粒聚团动态特性 |
| 6.3.1 颗粒聚团频率 |
| 6.3.2 颗粒聚团运动速度 |
| 6.3.3 颗粒聚团弦长 |
| 6.4 颗粒循环速率对颗粒聚团特性的影响 |
| 6.4.1 颗粒循环速率对颗粒聚团产生时间分数的影响 |
| 6.4.2 颗粒循环速率对颗粒聚团浓度的影响 |
| 6.4.3 颗粒循环速率对颗粒聚团运动速度的影响 |
| 6.4.4 颗粒循环速率对颗粒聚团弦长的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（8）流化床内基于神经网络方法的非球形颗粒两相流模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 典型流化床型 |
| 1.2.1 喷动床特点及应用 |
| 1.2.2 鼓泡流化床特点及应用 |
| 1.2.3 提升管特点及应用 |
| 1.3 流化床内气固两相流数值模拟 |
| 1.3.1 格子玻尔兹曼模型 |
| 1.3.2 离散单元模型 |
| 1.3.3 双流体模型 |
| 1.4 流化床气固流动非侵入实验技术 |
| 1.4.1 静电学方法 |
| 1.4.2 颗粒追踪方法 |
| 1.4.3 可视化方法 |
| 1.4.4 其他非侵入式测量方法 |
| 1.5 人工神经网络方法特点及应用 |
| 1.6 国内外文献综述简析 |
| 1.7 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于人工神经网络的非球形颗粒两相流模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 气固两相流动模型 |
| 2.3 基于人工神经网络的非球形颗粒曳力系数预测 |
| 2.3.1 人工神经网络原理 |
| 2.3.2 基于人工神经网络的曳力系数预测方法 |
| 2.3.3 曳力系数曲线拟合 |
| 2.4 模型验证 |
| 2.4.1 初始及边界条件 |
| 2.4.2 床层压降 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 喷动床内非球形颗粒两相流特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置及原理 |
| 3.2.1 实验装置 |
| 3.2.2 实验原理 |
| 3.2.3 实验操作步骤 |
| 3.2.4 实验工况设置 |
| 3.3 数学模型 |
| 3.4 结果和讨论 |
| 3.4.1 模型验证 |
| 3.4.2 喷动气速的影响 |
| 3.4.3 初始床高的影响 |
| 3.4.4 壁面反射系数的影响 |
| 3.4.5 摩擦应力模型的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 鼓泡流化床内非球形颗粒两相流模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数学模型 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.3.1 颗粒速度分布 |
| 4.3.2 颗粒温度分布 |
| 4.3.3 各向同性分布 |
| 4.3.4 扁平因子分布 |
| 4.4 球形度对床内气固两相流动特性影响 |
| 4.4.1 球形度对曳力系数的影响 |
| 4.4.2 球形度对空隙率的影响 |
| 4.4.3 球形度对颗粒速度的影响 |
| 4.4.4 球形度对颗粒温度的影响 |
| 4.4.5 球形度对各向同性的影响 |
| 4.4.6 球形度对扁平因子的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 提升管内非球形颗粒两相流模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数学模型 |
| 5.3 模型验证 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 球形度的影响 |
| 5.4.2 颗粒密度的影响 |
| 5.4.3 颗粒尺寸的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）流化床内流动、混合与反应的多尺度模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.0 流化床研究背景 |
| 1.1 流态化基本原理 |
| 1.2 稠密气固两相流数值模拟方法 |
| 1.3 流化床模拟研究现状 |
| 1.3.1 研究对象从简单到复杂 |
| 1.3.2 模拟与工程应用紧密结合 |
| 1.3.3 重视介尺度现象 |
| 1.3.4 重视气固混合 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 稠密气固两相反应流模拟方法与模型 |
| 2.0 前言 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.1.1 气相控制方程 |
| 2.1.2 固相控制方程 |
| 2.1.3 气固相间动量作用 |
| 2.1.4 颗粒碰撞模型 |
| 2.1.5 传热模型 |
| 2.1.6 多物理模型 |
| 2.1.7 插值方法 |
| 2.2 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 气固流化床多尺度模拟方法综述 |
| 3.0 前言 |
| 3.1 模拟方法评估 |
| 3.1.1 方法准确性 |
| 3.1.2 方法计算效率 |
| 3.2 模型与参数敏感性 |
| 3.2.1 曳力模型 |
| 3.2.2 碰撞模型与参数 |
| 3.2.3 多粒径流化床模拟方法评估 |
| 3.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 加压鼓泡流化床中埋管磨损机理研究 |
| 4.0 前言 |
| 4.1 研究方法 |
| 4.2 研究工况 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.4 埋管对流化特性的影响 |
| 4.5 操作压力对时均气固流动的影响 |
| 4.6 颗粒床内循环特性 |
| 4.7 压力对颗粒拟温度的影响 |
| 4.8 埋管磨损分析 |
| 4.9 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 循环床提升管中颗粒团时间演化机理研究 |
| 5.0 前言 |
| 5.1 研究工况 |
| 5.2 模型验证 |
| 5.3 气固流动特征 |
| 5.4 颗粒团时间演化机理 |
| 5.5 表观气速的影响 |
| 5.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 喷动床内流动与传热过程中颗粒碰撞属性敏感性分析 |
| 6.0 前言 |
| 6.1 研究工况 |
| 6.2 模型验证 |
| 6.3 颗粒碰撞属性的影响 |
| 6.3.1 恢复系数影响 |
| 6.3.2 摩擦系数影响 |
| 6.3.3 滚动摩擦系数影响 |
| 6.4 壁面效应 |
| 6.5 颗粒碰撞属性对传热的影响 |
| 6.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第七章 生物质快速热解反应器内缩粒模型与操作条件影响 |
| 7.0 前言 |
| 7.1 研究方法 |
| 7.2 研究工况 |
| 7.3 模型验证 |
| 7.4 反应器内整体气固特性 |
| 7.5 缩粒模型参数影响 |
| 7.6 表观气速的影响 |
| 7.7 刚度系数影响 |
| 7.8 结论 |
| 参考文献 |
| 第八章 欧拉-欧拉与欧拉-拉格朗日方法预测流化床内反应过程的比较研究 |
| 8.0 前言 |
| 8.1 研究工况 |
| 8.2 模型验证 |
| 8.3 反应器内整体气固特性 |
| 8.4 生物质颗粒运动 |
| 8.5 生物质颗粒传热 |
| 8.6 反应产物预测 |
| 8.7 结论 |
| 参考文献 |
| 第九章 基于粗粒化方法的鼓泡床气化反应模拟研究 |
| 9.0 前言 |
| 9.1 研究方法 |
| 9.2 研究工况 |
| 9.3 模型验证 |
| 9.4 反应器总体气固特性 |
| 9.5 操作参数对气化过程影响 |
| 9.5.1 化学反应空间分布 |
| 9.5.2 气体混合 |
| 9.5.3 固相混合 |
| 9.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第十章 鼓泡床内煤燃烧过程二次风条件的影响 |
| 10.0 前言 |
| 10.1 研究方法 |
| 10.2 研究工况 |
| 10.3 模型验证 |
| 10.4 煤燃烧过程的时空特性分析 |
| 10.5 二次风条件的影响 |
| 10.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第十一章 大型循环流化床反应器的MP-PIC模拟 |
| 11.0 前言 |
| 11.1 循环床煤气化过程 |
| 11.1.1 研究工况 |
| 11.1.2 模拟验证 |
| 11.1.3 粒径分布对模拟结果的影响 |
| 11.2 300MW循环流化床锅炉模拟 |
| 11.2.1 研究工况 |
| 11.2.2 反应模型 |
| 11.2.3 模型验证 |
| 11.2.4 气固流动特性 |
| 11.2.5 燃烧过程 |
| 11.2.6 给煤方式的影响 |
| 11.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第十二章 全文总结与展望 |
| 12.0 全文总结 |
| 12.1 本文主要创新点 |
| 12.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及其他成果 |
| 一、SCI收录论文 |
| 二、EI收录论文 |
| 三、会议论文 |
| 四、在投/已完成SCI论文 |
| 五、作为主要参加者参加的国家级和省部级项目 |
| 六、获得奖项 |
（10）流化床气固流动的动态多尺度曳力模型与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 流化床内气固两相流动特性研究 |
| 1.3 气固流动的数值模拟方法 |
| 1.3.1 直接数值模拟 |
| 1.3.2 气固流动的连续-离散联合模型 |
| 1.3.3 气固流动的双流体模型 |
| 1.3.4 颗粒动理学理论 |
| 1.4 气固相间作用力 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第2章 气固两相流中的动态多尺度模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双流体模型 |
| 2.2.1 质量守恒方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 颗粒温度方程 |
| 2.3 循环流化床动态多尺度气固相间曳力模型 |
| 2.3.1 稀相和密相动量守恒方程 |
| 2.3.2 稀相和密相连续性方程 |
| 2.3.3 稀相和密相颗粒压力与颗粒温度方程 |
| 2.3.4 循环流化床动态多尺度能量耗散 |
| 2.3.5 循环流化床动态多尺度气固相间曳力系数方程 |
| 2.4 鼓泡床动态多尺度气固相间曳力模型 |
| 2.4.1 气泡相和乳化相动量方程 |
| 2.4.2 气泡相和乳化相连续性方程 |
| 2.4.3 乳化相颗粒压力与颗粒温度方程 |
| 2.4.4 鼓泡床动态多尺度能量耗散 |
| 2.4.5 鼓泡床动态多尺度气固相间曳力系数方程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 提升管动态多尺度流动特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Wei等实验的提升管气固流动模拟分析 |
| 3.2.1 提升管模拟工况 |
| 3.2.2 数值模拟与实验数据的对比 |
| 3.2.3 瞬时颗粒浓度分布 |
| 3.2.4 瞬时速度分布 |
| 3.2.5 提升管出口流动特性 |
| 3.2.6 时均流动特性分析 |
| 3.2.7 瞬时颗粒聚团特性的分析 |
| 3.2.8 时均颗粒聚团特性的分析 |
| 3.3 Knowlton等实验的提升管气固流动模拟分析 |
| 3.3.1 提升管的数值模拟参数 |
| 3.3.2 模拟结果与实验对比分析 |
| 3.3.3 提升管颗粒浓度与流线分布 |
| 3.3.4 瞬时多尺度参数特性分析 |
| 3.3.5 提升管时均多尺度特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 鼓泡床动态多尺度流动特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 Laverman等实验的鼓泡床气固流动模拟分析 |
| 4.2.1 计算对象与工况 |
| 4.2.2 颗粒浓度的对比分析 |
| 4.2.3 瞬时颗粒速度分布 |
| 4.2.4 颗粒轴向速度分析 |
| 4.2.5 瞬时气泡特性分析 |
| 4.2.6 时均多尺度特性分析 |
| 4.3 Zhu等实验的鼓泡床气固流动模拟分析 |
| 4.3.1 鼓泡床的数值模拟参数 |
| 4.3.2 瞬时颗粒浓度分布 |
| 4.3.3 瞬时颗粒速度分布 |
| 4.3.4 时均颗粒浓度的轴向分布 |
| 4.3.5 瞬时多尺度特性分析 |
| 4.3.6 时均气泡特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 水平回料器循环流化床的数值模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 水平旋转筒体内颗粒运动的数值模拟 |
| 5.2.1 DEM模型 |
| 5.2.2 颗粒结构温度与广义颗粒温度 |
| 5.2.3 水平旋转筒体模拟参数 |
| 5.2.4 颗粒流动状态分析 |
| 5.2.5 颗粒接触力的受力分析 |
| 5.2.6 颗粒速度分析 |
| 5.2.7 颗粒温度分析 |
| 5.3 循环流化床的模拟分析 |
| 5.3.1 循环流化床的模拟工况 |
| 5.3.2 循环流化床瞬时颗粒浓度分布 |
| 5.3.3 循环流化床颗粒速度分布 |
| 5.3.4 循环流化床的提升管时均流动特性分析 |
| 5.3.5 水平回料器的瞬时速度分布 |
| 5.3.6 循环流化床水平椭圆螺旋回料器的模拟参数 |
| 5.3.7 循环流化床颗粒浓度与速度分布 |
| 5.3.8 水平椭圆螺旋回料器的循环流化床提升管时均流动特性分析 |
| 5.3.9 水平椭圆螺旋回料器的流动特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 双流体模型的相关参数 |
| 附录B 循环流化床动态多尺度气固曳力模型的相关参数 |
| 附录C 鼓泡床动态多尺度气固曳力模型的相关参数 |
| 攻读学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、采用PTV技术研究循环流化床内气固两相流动（论文参考文献）
- [1]欧拉气相—欧拉固相—拉格朗日离散颗粒模型的流化床数值模拟[D]. 张清红. 哈尔滨工业大学, 2020
- [2]飞灰循环对恩德气化炉气固流动及气化特性影响的研究[D]. 刘晓英. 哈尔滨工业大学, 2020
- [3]煤粉-流化床锅炉炉膛的流动和燃烧特性数值模拟[D]. 王林. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]煤矸混烧超临界CFB锅炉气固流动及污染物生成特性研究[D]. 赵立正. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [5]钙基法烟气脱硫气固两相流动与反应数值模拟研究[D]. 王旭. 东北石油大学, 2020
- [6]高密度循环流化床模型化研究[D]. 吴迎亚. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [7]高密度气固循环流化床形成机制及其流动特性实验研究[D]. 苏鑫. 中国石油大学(北京), 2020(02)
- [8]流化床内基于神经网络方法的非球形颗粒两相流模拟研究[D]. 闫盛楠. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [9]流化床内流动、混合与反应的多尺度模拟研究[D]. 胡陈枢. 浙江大学, 2019(03)
- [10]流化床气固流动的动态多尺度曳力模型与数值模拟研究[D]. 李丹. 哈尔滨工业大学, 2019(01)