纵向涡发生器排数对三维喷动床内气-固两相流动影响数值模拟
收稿日期：２０１７‐１０‐１９
基金项目：国家自然科学基金项目（２１４７６１８１）、中国博士后科学基金第８批特别资助项目（２０１５T ８１０４８）、第５４批中国博士后面上一等基金项目（２０１３M ５４０７６８）资助
第一作者：张洁洁，女，硕士，从事气‐固两相流动研究
通讯联系人：吴峰，男，教授，博士，从事气‐固两相流动研究；E ‐mail ：w ufeng ＠nw u .edu .cn 文章编号：１００１‐８７１９（２０１８）０５‐０９７５‐０６
纵向涡发生器排数对三维喷动床内气‐固两相
流动影响数值模拟
张洁洁１，尚灵祎１，吴 峰１，马晓迅１，２，杨 剑３
（１.西北大学化工学院，陕西西安７１００６９；２.陕西省洁净煤转化工程技术中心，陕西西安７１００６９；
３.西安交通大学能源与动力工程学院，陕西西安７１００４９）
摘要：为了研究纵向涡流对柱锥体喷动床内颗粒横向混合规律的影响，采用双流体模型对带纵向涡发生器喷动床内的气‐固两相流动规律进行了数值模拟，分析了纵向涡流效应及纵向涡发生器排数（１～３排）对喷动床内颗粒相运动规律的影响。结果表明，纵向涡流能够有效地增加喷动床内近环隙区域颗粒的体积分数，使得颗粒沿径向分布更加均匀。其中２排纵向涡发生器能够使喷动床内整体颗粒体积分数沿径向分布实现最均匀状态。纵向涡流能够有效增加喷动床内颗粒的径向速度，强化气体、颗粒的横向混合，进而有效地降低了颗粒拟温度。
关 键 词：柱锥体喷动床；纵向涡发生器排数；气‐固两相流动；数值模拟
中图分类号：T Q ０２１.３ 文献标识码：A ｄｏｉ：１０.３９６９／j .issn .１００１‐８７１９.２０１８.０５.０１６
ＥｆｆｅｃｔｏｆＲｏｗＮｕｍｂｅｒｉｎＬｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌＶｏｒｔｅｘＧｅｎｅｒａｔｏｒｏｎＧａｓ‐ＳｏｌｉｄＴｗｏＰｈａｓｅＦｌｏｗｉｎＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＳｐｏｕｔｅｄＢｅｄ
ZHANG Jiejie １，SHANG Lingyi １，WU Feng １，M A Xiaoxun １，２，YANG Jian ３
（１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６９，Ｃｈｉｎａ；
２.ＳｈａａｎｘｉＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＣｌｅａｎＣｏａｌＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，Ｘｉ’ａｎ７１００６９，Ｃｈｉｎａ；
３.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：T he gas ‐solid mixing behaviors of a three dimensional cylindrical spouted bed with longitudinal vortex generators were studied using two ‐fluid model .T he row number effects （one ～three row s ）in longitudinal vortex generator on spouted bed hydrodynamics were studied through numerical simulation .T he simulation results suggest that longitudinal vortices can effectively increase particle volume fraction near the annulus region in the spouted bed ，and enable particle distribute more uniformly in the spouted bed along the radial direction .Especially ，two row s of longitudinal vortex generators enable particle volume fraction more uniformly distributes along the radial direction compared with that of one or three row s .Longitudinal vortex can also enhance the radial velocity of particles in the spouted bed ，strengthen the radial mixing of gas phase and p articles ，and thus effectively reduce the granular temperature .Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：cylindrical spouted bed ；row number of longitudinal vortex generator ；g as ‐solid flow behaviors ；numerical simulation
石油学报（石油加工）２０１８年９月 ACT A PET ROLEI SINICA （PET ROLEU M PROCESSING SECT IO N ） 第３４卷第５期 万方数据