循环流化床多尺度传质模型和CFD模拟
文献类型：学位论文
| 作者 | 董卫刚 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2008-05-04 |
| 授予单位 | 中国科学院过程工程研究所 |
| 授予地点 | 过程工程研究所 |
| 导师 | 李静海 |
| 关键词 | 多尺度 气固传质 介观结构 亚格子 CFD |
| 其他题名 | A Multiscale Mass Transfer Model and CFD Simulation for Circulating Fluidized Beds |
| 学位专业 | 化学工程 |
| 中文摘要 | 本文以能量最小多尺度模型(Energy Minimization Multi-Scale, EMMS)的流动结构解析为基础，提出亚网格层次的循环流化床多尺度传质模型(EMMS/Mass)。在EMMS/Mass模型框架下，循环流化床气固传质被分解为三个尺度上的传质过程：微观稀相、密相内颗粒尺度上的气固传质、介观密相和稀相相间传质以及在此基础上的宏观传质过程。 对循环流化床颗粒尺度上的气固传质，采用文献中经典的气固传质准数公式计算。介观传质由两部分构成：一部分是团聚物动态聚散导致相间主体气体交换所产生的传质；另一部分则是静态团聚物“大颗粒”与稀相间的传质。宏观尺度上的传质效果决定于气固流动多尺度结构及微观、介观上的传质过程。 传统文献中以雷诺数表征气固传质准数的方法没有考虑流动结构因素，无法给出合理而且普适的传质准数关系。对此，EMMS/Mass模型通过增加流动结构因素找到了Sh—Re关系发散的原因，准确预测了不同文献和操作条件下的气固传质准数关系，揭示出流动结构是实现循环流化床气固传质模拟预测的关键因素之一。 为验证本文提出的多尺度传质模型，分别采用了三种方案模拟循环流化床内FCC催化臭氧分解过程，具体为：1）方案 A (Advanced)：气固流动和传质模拟均考虑非均匀结构的影响，采用EMMS/Matrix计算气固曳力系数，采用EMMS/Mass计算传质系数；2）方案B (in Between)：气固流动模拟采用与方案A相同的方式，传质反应不考虑流动结构的影响，而采用传统的均匀假设建立组分守恒方程；3）方案C (Classical)：气固流动和传质模拟均不考虑非均匀结构的影响，采用Ergun/Wen&Yu公式计算气固曳力，传质反应模拟采用与方案B相同的方式。对比三种方案(A，B，C)模拟臭氧分解的结果，发现仅考虑结构对气固流动的影响(方案B)可以改善模拟结果(相对方案C)，但在流动非均匀结构明显的条件下，方案A的预测结果最为合理。这说明多尺度传质模型对CFB反应模拟是必要的。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-09-13 |
| 页码 | 125 |
| 源URL | [http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/989]  |
| 专题 | 过程工程研究所_研究所（批量导入） |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 董卫刚. 循环流化床多尺度传质模型和CFD模拟[D]. 过程工程研究所. 中国科学院过程工程研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：过程工程研究所
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