基于双流体模型的喷动-流化床不同流动形态的模拟研究☆

赵俊楠,王会宁,戈朝强,刘国栋

(1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001;2.北京航天动力研究所,北京 100076)

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在喷动床(Spouted Bed)中，高速喷动的气体通过喷嘴喷入床体，形成高速射流，射流携带颗粒喷动至一定高度，颗粒受到重力作用，在达到最高处之后向床体两侧自由下落，进入环状回流区，受到高速射流的夹带再次向上喷动形成循环。由于大尺寸颗粒可以在喷动床中取得较好的流化效果，因此被广泛应用于农作物干燥、生物制药等重要领域。但是，这种床型在床底两侧会形成不流化不流动的“死区”。喷动-流化床(Spout-fluid Bed)的出现，显著提升了床体两侧的流化程度，原先“死区”内部的颗粒被充分流化起来，得到了更为广泛的应用。目前，喷动-流化床技术在煤气化过程中扮演着重要角色，成为煤气化技术的主要炉型之一。除此以外，在农业生产、生物制药等多个领域，喷动-流化床技术也有相当广泛的应用。

近年来，国内外的专家学者已经对喷动-流化床进行了深入而广泛的研究。但对其流动结构以及动力学参数的掌握依然不够系统，在工业放大和实际应用等过程中仍然有一定困难。因此，本文的研究目的在于运用双流体模型研究喷动-流化床内不同流动结构下的气固两相流动特点，探讨两相的浓度、速度以及脉动速度的分布规律。

长期以来，很多学者采用不同方法对气固两相喷动流化系统进行了研究[1-3]。沈来宏等[2]采用实验方法研究了喷动气速和流化气速对喷动-流化床内流化特性的影响。……