SCI和EI收录∣中国化工学会会刊

• TRANSPORT PHENOMENA & FLUID MECHANICS • 上一篇    下一篇

基于颗粒流运动论的喷动流化床气固流动行为三维模拟

钟文琪; 章名耀; 金保升;袁竹林
  

  1. Education Ministry Key Laboratory on Clean Coal Power Generation and Combustion Technology, Thermoenergy Engineering Research Institute, Southeast University, Nanjing 210096, China
  • 收稿日期:1900-01-01 修回日期:1900-01-01 出版日期:2006-10-28 发布日期:2006-10-28
  • 通讯作者: 钟文琪

Three-dimensional Simulation of Gas/Solid Flow in Spout-fluid Beds with Kinetic Theory of Granular Flow

ZHONGWenqi; ZHANGMingyao; JINBaosheng; YUANZhulin
  

  1. Education Ministry Key Laboratory on Clean Coal Power Generation and Combustion Technology,
    Thermoenergy Engineering Research Institute, Southeast University, Nanjing 210096, China
  • Received:1900-01-01 Revised:1900-01-01 Online:2006-10-28 Published:2006-10-28
  • Contact: ZHONG Wenqi

摘要: A three-dimensional Eulerian multiphase model, with closure law according to the kinetic theory of granular flow, was used to study the gas/solid flow behaviors in spout-fluid beds. The influences of the coefficient of restitution due to non-ideal particle collisions on the simulated results were tested. It is demonstrated that the simulated result is strongly affected by the coefficient of restitution. Comparison of simulations with experiments in a small spout-fluid bed showed that an appropriate coefficient of restitution of 0.93 was necessary to simulate the flow characteristics in an underdesigned large size of spout-fluid bed coal gasifier with diameter of 1m and height of 6m. The internal jet and gas/solid flow patterns at different operating conditions were obtained. The simulations show that an optimal gas/solid flow pattern for coal gasification is found when the spouting gas flow rate is equal to the fluidizing gas flow rate and the total of them is two and a half times the minimum fluidizing gas flow rate. Besides, the radial distributions of particle velocity and gas velocity show similar tendencies; the radial distributions of particle phase pressure due to particle collisions and the particle pseudo-temperature corresponding to the macro-scopic kinetic energy of the random particle motion also show similar tendencies. These indicate that both gas drag force and particle collisions dominate the movement of particles.

关键词: gas/solid flow;CFD;Eulerian multiphase model;kinetic theory of granular flow;spout-fluid bed

Abstract: A three-dimensional Eulerian multiphase model, with closure law according to the kinetic theory of granular flow, was used to study the gas/solid flow behaviors in spout-fluid beds. The influences of the coefficient of restitution due to non-ideal particle collisions on the simulated results were tested. It is demonstrated that the simulated result is strongly affected by the coefficient of restitution. Comparison of simulations with experiments in a small spout-fluid bed showed that an appropriate coefficient of restitution of 0.93 was necessary to simulate the flow characteristics in an underdesigned large size of spout-fluid bed coal gasifier with diameter of 1m and height of 6m. The internal jet and gas/solid flow patterns at different operating conditions were obtained. The simulations show that an optimal gas/solid flow pattern for coal gasification is found when the spouting gas flow rate is equal to the fluidizing gas flow rate and the total of them is two and a half times the minimum fluidizing gas flow rate. Besides, the radial distributions of particle velocity and gas velocity show similar tendencies; the radial distributions of particle phase pressure due to particle collisions and the particle pseudo-temperature corresponding to the macro-scopic kinetic energy of the random particle motion also show similar tendencies. These indicate that both gas drag force and particle collisions dominate the movement of particles.

Key words: gas/solid flow, CFD, Eulerian multiphase model, kinetic theory of granular flow, spout-fluid bed