稠密同轴气固射流的CFD模拟

摘要

同轴气固射流在能源领域具有广泛地应用,但大多数研究集中在颗粒浓度较低的工况.为了研究稠密同轴气固射流的流动特性,采用了稠密离散相模型(DDPM)耦合离散元模型(DEM)的方法对该体系进行计算流体动力学(CFD)模拟,该方法同时考虑了孔隙率对气固曳力的影响和颗粒间的碰撞作用.由于射流过程中,气体对颗粒的作用占主导,分别考虑了不同环形气体速度和气固曳力模型对气固流动的影响.模拟结果表明,该模型能合理地模拟在不同气速下稠密气固两相射流的颗粒弥散特性,与实验现象定性一致.在较高气速下,引入湍流模型对预测结果有显著影响,模拟得到的颗粒弥散程度较大.不同气固曳力模型对颗粒弥散的预测有明显影响,Wen&Yu曳力模型下颗粒弥散程度较大,Gidaspow模型次之,Syamlal&O'Brien模型给出的颗粒弥散程度较小.