提升管内气固两相双组分颗粒流动的离散颗粒硬球模型的模拟

摘要

基于离散颗粒(DPM)硬球模型,数值模拟提升管内双组分颗粒气固两相湍流流动行为.应用Vreman的亚格子尺度(SGS)模型模拟气体湍流,建立考虑不同颗粒加速度效应的两颗粒碰撞最小时间计算模型.数值模拟预测了大颗粒和小颗粒的速度和浓度分布.研究结果表明小颗粒具有高的轴向速度和脉动速度,而大颗粒具有低的轴向速度和脉动速度.在床中心区域,小颗粒轴向速度分布出现3个峰值,对于大颗粒轴向速度仅出现两个峰值.在壁面区域大颗粒和小颗粒速度均出现两个峰值.沿床径向方向呈现床中心颗粒浓度低、壁面区域颗粒浓度高的环核流动结果.随着表观气速的增大,颗粒浓度沿径向和床高分布趋于均匀.在床中心区域模拟计算轴向颗粒速度、颗粒浓度和RMS速度与文献实验结果相吻合.在提升管内气体湍流对小颗粒流动具有一定的影响,颗粒间碰撞作用对颗粒相流动的影响大于气相湍流的影响.