华蕾娜，赵虎，2，李军，王军武，朱庆山

（1中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049）

颗粒相壁面条件对非球形颗粒流动影响的数值模拟

华蕾娜1，赵虎1，2，李军1，王军武1，朱庆山1

（1中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京 100190；2中国科学院大学，北京 100049）

采用双流体模型对设置竖直隔板的气固密相流化床中非球形颗粒的运动进行了模拟，颗粒形状的影响由相间曳力模型考虑，重点考察壁面处颗粒边界条件的影响。同时进行了实验室规模三维流化床的流化实验，以验证模型的有效性。通过压降轴向分布、颗粒浓度径向分布以及物料出口处颗粒质量流率功率谱估计等定量分析，结果表明：对不设置内构件的自由床，壁面反射系数对系统宏观流动特性影响较小，而对壁面处局部颗粒运动影响较大；对壁面面积大幅增加的内构件床，壁面反射系数可显著改变气体和颗粒的运动特征，取值需控制在适当范围内。

两相流；流化床；内构件；非球形颗粒；计算流体力学；壁面边界条件

引　言

形状非球形是自然界和工业生产中颗粒普遍存在的一种物性，并会显著改变气固系统中颗粒的动力学行为。为了简化问题，大部分实验室规模的实验均采用人造球形颗粒，如玻璃珠；数学分析时对颗粒做人为球形化处理，以利用标准球形颗粒较为成熟的研究成果。但已有研究表明，颗粒形状的非规则性会大大提高颗粒运动的复杂程度：对于单颗粒，颗粒形状和来流朝向会增强其曳力和升力［1］；……