王恒，仲兆平，王佳，王泽宇，王肖祎，朱玲莉



异质柱形颗粒与球形颗粒混合流动特性的CFD-DEM数值模拟分析

王恒1，仲兆平1，王佳1，王泽宇1，王肖祎2，朱玲莉1

(1. 东南大学能源与环境学院，能源热转换及其过程测控教育部重点实验室，江苏南京，210096；2. 东南大学建筑设计院有限公司，江苏南京，210096)

针对成型生物质颗粒与流化介质在气固流化床中的混合流动过程，采用数值模拟对该过程进行描述和分析。应用Fortran语言编程，构建复杂组分的三维气固两相流模型，在介观尺度下对流化床中异质异形颗粒的混合流动模拟问题进行研究。在欧拉和拉格朗日框架下，分别采用不同方法构造柱形颗粒：在CFD模型中，采用虚拟小球法描述柱形颗粒，引入体积分数改进曳力系数公式；在DEM部分，采用球元叠加法构造柱形颗粒，引入软球模型计算颗粒间的碰撞力。基于上述方法，模拟表观气速分别为1.0 m /s和2.0 m/s时的柱形生物质与石英砂混合流动的物理过程，并将模拟结果与试验结果进行对比。研究结果表明：该方法能较好地模拟在鼓泡床状态下异质柱形颗粒与球形颗粒混合流动的过程。

CFD-DEM模拟；柱形颗粒；气固流化床

气固流化床中的颗粒流动模拟是多相流研究中一个重要的领域。气固流化床中的颗粒流动是气流与颗粒之间、颗粒与颗粒之间以及颗粒与壁面之间相互作用的过程，由于固相物料通常不是由单一组分组成，该过程为复杂的异形异质颗粒混合流动过程。针对颗粒在气固流化床中的流动过程，国内外学者已经进行了一些实验和模拟研究，但研究对象多是单组分颗粒。……