液-固流化床最小流态化速度的数值模拟与验证

为使用计算颗粒流体力学(CPFD)的数值模拟法代替实验法,建立单管的液-固两相流化床实验系统;实验测量5种颗粒的最小流化速度;应用CPFD方法对单管液-固流化床模型进行数值模拟,比较5种颗粒的最小流态化速度的实验值与模拟值,并进行误差分析,验证数值模拟方法的正确性。结果表明:5种实验颗粒的最小流态化速度实验值分别为0.0216、0.0367、0.0293、0.0555、0.0845 m/s;2种公式验算值与实验值的最大相对误差小于10%,平均相对误差小于5%,证明实验结果是可靠的;5种模拟颗粒的最小流态化速度模拟修正值分别为0.024、0.044、0.041、0.069、0.062 m/s;颗粒S_(1)、S_(2)、S_(4)、S_(5)的模拟修正值与颗粒E_(1)、E_(2)、E_(4)、E_(5)的实验值之间的最小流态化速度的误差分别为11.1%、19.9%、24.3%、26.6%,均为正向偏差且在工程允许范围内,证明CPFD数值模拟方法是可靠的;最小流态化速度随固体颗粒的密度和粒径的增大而增大。

下弯管直弯比对新型密排式液-固循环流化床换热器稳定流态化性能的影响

在液-固循环流化床换热器中,两相流流态化流动的稳定性和均匀性不仅反映了换热器防垢除垢效果,还直接影响换热器的换热效率。为了提高流化床换热器的换热效率,探求床层内颗粒流动规律,在传统液-固循环流化床换热器中应用了新型密排式下流化箱结构并完成了稳定运行实验。基于实验结果,对采用计算颗粒流体力学方法(CPFD)模拟的流场分布结果进行有效性对比,实验结果与模拟结果的误差在10%以内,验证了模拟方法的可靠性。采用CPFD方法对下弯管直管段长度与弯曲半径之比进行了优选,下弯管直管段与弯曲半径之比为5:1时,液-固循环流化床换热器的除垢效果最佳,换热效率最高。