黏性颗粒在鼓泡床中局部流动结构的数值模拟

因颗粒间的团聚效应,黏性颗粒在鼓泡床中流动特征比粗颗粒的更为复杂,呈现出颗粒、聚团、床层上的多尺度结构。因此,提出采用系统分解思路,将流动结构非均匀的黏性颗粒鼓泡床系统分解为乳化相、气泡相和相间相3个均匀的子系统,并引入7个结构参数描述该系统的局部流动结构。利用聚团的力平衡模型、气固两相的连续性方程、动量守恒方程及经验公式,构建该体系的局部结构参数模型。最后,以黏性氧化铝颗粒在鼓泡床中的流化作为算例,采用全局搜索算法求解结构参数以评价该模型的合理性。实验结果表明,所选用的结构参数能够正确地反映黏性颗粒在鼓泡床中局部流动结构,并与已有文献报道和实验现象相吻合。因此,可用这些结构参数计算气固相间曳力和模拟流场的流动特性。