帶縱向渦流發(fā)生器噴動(dòng)床內(nèi)顆粒流動(dòng)特性PIV實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬

《帶縱向渦流發(fā)生器噴動(dòng)床內(nèi)顆粒流動(dòng)特性PIV實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、分類(lèi)號(hào)１．１１０６９７：ＴＱ０５學(xué)校代碼：密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：２０１５３１５６０ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ頎士專(zhuān)業(yè)字位論文ＤｉｓｓｅｒｔａｔｆｒｒｉｏｎｏｔｈｅＰｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ帶縱向渦流發(fā)生器噴動(dòng)床內(nèi)顆粒流動(dòng)特性ＰＩＶ實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬學(xué)科名稱(chēng)：化學(xué)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別：工程碩士作者：尚靈祎指導(dǎo)老師：吳鋒教授黨土利高工西北大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)二〇＿八年六月PIVExperimentandNumericalSimulationofParticleF

2、lowCharacteristicsinSpoutedBedwithLongitudinalVortexGeneratorAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinChemicalEngineeringByShangLingyiSupervisor:WuFengProfessorDangTuliSeniorEngineerJune2018摘要噴動(dòng)床作為高效氣固接觸器被廣泛應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如干燥、涂層、廢棄

3、物的燃燒和氣化等。隨著噴動(dòng)技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷推廣及其研究的深入，國(guó)內(nèi)外研究者提出了各種結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施，例如：導(dǎo)向管?chē)妱?dòng)床，多噴頭噴動(dòng)床，噴動(dòng)流化床，旋轉(zhuǎn)噴口噴動(dòng)床，射流噴動(dòng)床等。傳統(tǒng)噴動(dòng)床內(nèi)的介質(zhì)顆粒具有明顯的內(nèi)外分層流動(dòng)特點(diǎn)，床層內(nèi)顆粒缺少?gòu)较蚧旌?，使得部分顆粒的表面未能獲得充分利用，對(duì)床內(nèi)傳熱傳質(zhì)產(chǎn)生不利的影響。針對(duì)以上情況，本課題組將縱向渦流發(fā)生器及縱向渦流技術(shù)引入噴動(dòng)床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)過(guò)程，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明縱向渦流發(fā)生器能夠有效強(qiáng)化噴動(dòng)床內(nèi)顆粒相的徑向運(yùn)動(dòng)，從而強(qiáng)化床內(nèi)物料的橫向混合。本文采用實(shí)驗(yàn)測(cè)量與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法進(jìn)一步探究了帶縱向渦流發(fā)生器

4、噴動(dòng)床內(nèi)氣固兩相運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響，以期為深入應(yīng)用于粉-粒噴動(dòng)床半干法水汽化脫硫過(guò)程的強(qiáng)化提供冷模實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，并為其工業(yè)放大提供幫助。實(shí)驗(yàn)采用粒子圖像測(cè)速技術(shù)（PIV）研究了靜床層高度、擾流元件排數(shù)、顆粒粒徑及顆粒密度等參數(shù)的變化對(duì)帶縱向渦流發(fā)生器噴動(dòng)床內(nèi)顆粒相運(yùn)動(dòng)規(guī)律的影響。結(jié)果表明，噴動(dòng)床內(nèi)縱向渦發(fā)生器對(duì)顆粒運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)化存在空間的不均勻性，在噴動(dòng)床有限的空間范圍內(nèi),存在最佳的靜床層高度使得縱向渦流發(fā)生器對(duì)顆粒徑向運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)化效果達(dá)到最佳。整體而言，單排及雙排縱向渦流發(fā)生器的顆粒徑向速度強(qiáng)化效果最佳，隨著靜床層高度的增加，多排縱向渦流發(fā)生器對(duì)噴射區(qū)顆粒徑向速度

5、影響逐漸減小，而對(duì)環(huán)隙區(qū)顆粒徑向速度影響逐漸增大。在噴動(dòng)床穩(wěn)定噴動(dòng)范圍內(nèi)，顆粒粒徑及顆粒密度越小縱向渦流對(duì)顆粒相徑向運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)化效果越佳。采用數(shù)值模擬對(duì)帶縱向渦流發(fā)生器噴動(dòng)床內(nèi)的顆粒相流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行校核，進(jìn)一步分析了顆粒密度及靜床層高度對(duì)噴動(dòng)床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的影響。結(jié)果表明，模擬結(jié)果得到的顆粒徑向速度分布與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。床內(nèi)顆粒體積分?jǐn)?shù)分布均勻性與顆粒密度成負(fù)相關(guān)。靜床層高度越低，顆粒處理量越少，床層高度越低，速度流場(chǎng)均勻性程度越高。關(guān)鍵詞：縱向渦流發(fā)生器，氣固兩相，粒子圖像測(cè)速技術(shù)（PIV），數(shù)值模擬，流場(chǎng)均勻性IAbstractAsaneffi

6、cientgas-solidcontactor,thespoutedbediswidelyusedinmanyfields,suchasdrying,coating,wastecombustionandgasification.Withthecontinuouspopularizationoftheapplicationscopeofthesprayingtechnologyanditsresearch,theresearchersathomeandabroadhaveproposedvariousstructuralimprovementmeasur

7、es.Forexample,theguidetubespoutedbed,multi-jetspoutedbed,jetfluidizedbed,rotarynozzlespoutedbed,jetspoutedbedandsoon.Traditionalmediaareobservedinthespoutedbedhasobviousinternalandexternalcharacteristicsofstratifiedflow.Lackingofparticlesinbedradialmixingmakespartofthesurfaceoft

8、heparticlesfailedtogetfulluseofandtheadverseimp