基于DEM的流化床气固两相流瞬态数值模拟与验证

摘要

为了突破均相流模型不能全面考虑颗粒碰撞过程中受力的瓶颈,采用基于欧拉-拉格朗日方法的DEM离散元模拟方法,对准三维鼓泡流化床起始阶段的气固两相运动进行了瞬态数值模拟.结合流化床起始过程的高速摄影试验结果,从床层高度、空泡大小的变化以及颗粒相运动特性等角度对比分析了试验结果和数值计算结果.发现在流化床鼓泡的初始阶段,DEM模型的预测结果和试验结果吻合较好,床层高度和空泡形态基本一致;在流化床内由于高速气流和颗粒相互作用产生的空泡临近破碎的阶段,DEM预测的空泡直径和床层高度均小于试验测量结果.但是从整体流体动形态以及颗粒运动轨迹等角度,DEM模型能够较为准确地对稠密两相流进行求解,同时也能较好地描述气固流化床内的动力学特性,研究结果对工程实际具有重要的指导意义.