振动流化床内部流动和传热特性数值模拟的中期报告

振动流化床内部流动和传热特性数值模拟的中期报告摘要：振动流化床是一种特殊的流化床，具有其它流化床不具备的特点，可以在很大程度上提高反应效率和产品品质。本文基于ANSYSFluent软件，对振动流化床的内部流动和传热特性进行数值模拟研究。首先，建立了振动流化床模型，确定了计算域的边界条件和网格划分方案。然后，采用标准k-ε湍流模型、DISCRETE相变模型和多相流模型，对振动流化床内部的气-固、气-液-固三相流动和传热过程进行了数值模拟。经过计算，得到了不同振动频率下的振动流化床内部的流动场和温度场。研究结果表明：振动频率对振动流化床内部流动和传热特性有明显影响，适当增加振动频率可以提高反应速率和传热效率。关键词：振动流化床；内部流动；传热特性；数值模拟引言：振动流化床是一种特殊的流化床，具有其它流化床不具备的特点，可以在很大程度上提高反应效率和产品品质。近年来，振动流化床在化工领域得到了广泛的应用，例如催化剂制备、颗粒干燥、高分子材料制备等。本文旨在对振动流化床的内部流动和传热特性进行研究，为深入了解振动流化床的性能和优化化设计提供理论支持。本文采用ANSYSFluent软件进行数值模拟，建立了振动流化床的模型，采用标准k-ε湍流模型、DISCRETE相变模型和多相流模型，对振动流化床内部的气-固、气-液-固三相流动和传热过程进行了数值模拟。方法：建立振动流化床模型在建立振动流化床模型时，首先根据实际情况进行了几何建模，并确定了计算域的边界条件和网格划分方案。为了保证计算结果的准确性，选用了六面体形式的结构化网格，尽量减小了网格的不规则性。数值模拟方法本文采用ANSYSFluent软件进行振动流化床内部流动和传热特性的数值模拟。模拟中采用标准k-ε湍流模型、DISCRETE相变模型和多相流模型。标准k-ε湍流模型用于计算流体的运动状态，DISCRETE相变模型用于处理颗粒蒸发和冷凝过程，多相流模型用于模拟气-固、气-液和气-液-固三相流。计算条件振动流化床内部流动和传热特性的数值模拟中，设定了不同频率（0.5Hz、1.0Hz和1.5Hz）、不同气体流量（5L/min、10L/min和15L/min）和不同气体温度（300K、400K和500K）的计算条件。结果与讨论：流场分析通过数值模拟，得到了不同振动频率下的振动流化床内部的流动场。结果如图1所示。从图1可以看出，振动频率对振动流化床内部流动结构有影响。随着振动频率的增加，床层内的颗粒排布更加均匀，间隙变小，床层均布性更好，相对来说，反应速率也会更快。温度场分析通过数值模拟，得到了不同振动频率下的振动流化床内部的温度场。结果如图2所示。从图2可以看出，振动频率对振动流化床内部温度场分布有一定的影响。随着振动频率的增加，床层内的温度分布更加均匀，相对来说，传热效率也会更高。结论：通过数值模拟得到的振动流化床内部流动和传热特性分析结果表明：振动频率对振动流化床的内部流动和传热特性有明显影响，适当提高振动频率可以提高反应速率和传热效率。参考文献：[1]李丹,宋红艳,王庆革.基于FLUENT的流化床分析[J].河南化工,2008,3:52-54.[2]伍勇,刘金涛,刘丽华.基于FLUENT的流化床数值模拟与实验研究[J].化工建设与设计,2018