气固搅拌流化床内压力脉动特性的数值模拟

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1、第64卷第2期化工学报Vo1．64No．22013年2月CIESCJournalFebruary2013气固搅拌流化床内压力脉动特性的数值模拟顾雪萍，韩颖，王嘉骏，冯连芳(浙江大学化学工程与生物工程学系，化学工程联合国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：在传统气固流化床中引入搅拌桨，可减轻聚合物颗粒的黏附并强化流态化过程。采用计算流体力学(CFD)方法对搅拌流化床内的压力脉动特性进行数值模拟，考察流态化过程中的气泡行为。模拟过程采用多重参考坐标系方法解决搅拌桨区域的运动问题，由欧拉双流体模型和颗粒动力学方法模拟气固两相流。床层压力脉动的统计分析和功率谱分析表明，随着搅拌桨

2、转速的增加，流化床内的压力脉动标准偏差和功率谱幅值变小，床层内的平均气泡尺寸减小，床层可由鼓泡流态化向散式流态化转变。关键词：搅拌流化床；计算流体力学；压力脉动；FFT功率谱分析DOI：10．3969／j．issn．0438一I157．2013．02．013中图分类号：TQ051．1文献标志码：A文章编号：0438—1157(2013)02一O498一O6Numericalsimulationofpressurefluctuationingas—solidsagitatedfluidizedbedGUXueping，HANYing，WANGJiajan。FENGLianfang

3、(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering，DepartmentofChemicalandBiologicalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，Zhejiang，China)Abstract：Agitatorswereintroducedtogas—solidsfluidizedbedstoimprovefluidizationperformanceandscrapestickyparticlesfrominternalbedwal1．Numericalsimulationsbase

4、donthecomputationalfluiddynamics(CFD)methodwerecarriedouttopredictbubblebehaviorintheagitatedfluidizedbed．TheEuler。-Eulertwo—_fluidmodelandthekinetictheoryofgranularflowwereincorporatedtodescribethegas—solidsflow，whistthemultiplereferenceframemethodwasappliedtodealwiththerotationofagitator．T

5、henumericalmodelswerevalidatedbybedpressuredropanditsfluctuationobtainedintheexperiment．Thebubblebehaviorandfluidizationperformancewereinvestigatedintermsofpressurefluctuation．Theresultsindicatedthattheamplitudesofpressurefluctuationanditspowerspectrumwerereducedbyincreasingagitationspeedoff

6、rameimpeller，whiledominatingfrequencyhadpositivebutinconspicuouscorrelationwithagitation．Thecharacteristicsofpressurefluctuationshowedthatbubblesizeinthefluidizedbedwentdownwithariseinagitationspeed，whichmightleadtothetransitionfrombubblingfluidizationtoparticulatefluidization．Keywords：agita

7、tedfluidizedbed；computationalfluiddynamics；pressurefluctuation；FFTanalysis2O12一O7—26收到初稿，2012-09—28收到修改稿Receiveddate：201207——26．联系人：王嘉骏。第一作者：顾雪萍(1972一)，女，讲师。CorrespondingauthorProf．WANGJiajun，jiajunwang@zju．基金项目：国家自然科学基金项目(21276222)；国家高技术edu．cn研究发展