埋管流化床內(nèi)濕顆粒流動及混合特性的CFD-DEM數(shù)值模擬

劉道銀，宋誠驍，王錚，馬吉亮，陳曉平

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埋管流化床內(nèi)濕顆粒流動及混合特性的CFD-DEM數(shù)值模擬

劉道銀，宋誠驍，王錚，馬吉亮，陳曉平

（東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院，能源熱轉(zhuǎn)換及其過程測控教育部重點實驗室，江蘇南京 210096）

摻液滴的氣固流化床，越來越多地應(yīng)用于顆粒材料合成和改性工程，但是液滴使顆粒具有一定的濕度。濕顆粒具有黏性，與干燥顆粒流化特性有很大差異。本文應(yīng)用遲滯碰撞模型，分別在顆粒碰撞的加載和卸載階段考慮液體黏彈阻力（lubrication force）和液橋力引起的動能耗損，建立濕顆粒流化床CFD-DEM模型。對含有埋管的濕顆粒流化床進行數(shù)值模擬研究，比較了不同黏性條件下顆粒的流動及混合特性。發(fā)現(xiàn)隨著顆粒黏性的增大，顆粒聚團加劇，氣泡邊界變得粗糙并逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w溝流，最終導(dǎo)致流化失效，埋管在床中起骨架作用，促進了溝流的形成。隨著顆粒黏性的增大，顆粒的相對運動被阻礙，顆粒速度降低，床層壓降逐漸減小，顆粒混合速度減慢。

濕顆粒流化；遲滯碰撞模型；顆粒聚團；顆粒混合

在眾多的應(yīng)用氣固流化床的物理和化學(xué)工藝中，經(jīng)常伴有噴霧過程，例如催化劑顆粒制備、藥品顆粒制備、食品顆粒加工、廢液焚燒、烯烴聚合反應(yīng)等。在此類摻液滴氣固流化床中，液滴使顆粒具有一定的濕度，濕顆粒具有黏性，可能導(dǎo)致顆粒團聚、流化不良甚至失流化現(xiàn)象。

濕顆粒流化特性已經(jīng)引起了較多的關(guān)注。在實驗研究方面，ZHOU等[1]結(jié)合圖像法和聲頻測量技術(shù)研究了不同含液量氣固流化床的流體力學(xué)特性。……