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双流化床生物质气化的三维全循环数值模拟 被引量:9
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作者 孔大力 罗坤 +4 位作者 林俊杰 王帅 胡陈枢 李德波 樊建人 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期3167-3176,共10页
基于多相质点网格方法(multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)对工业尺度的双流化床生物质气化过程进行了三维全循环数值模拟。其中,在拉格朗日框架下求解颗粒团运动,采用大涡模拟法(large-eddy simulation, LES)求解气相湍流,同时考虑... 基于多相质点网格方法(multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)对工业尺度的双流化床生物质气化过程进行了三维全循环数值模拟。其中,在拉格朗日框架下求解颗粒团运动,采用大涡模拟法(large-eddy simulation, LES)求解气相湍流,同时考虑复杂的气固耦合以及生物质的热解、气化、均相/异相反应。首先,通过独立性检验确定了计算所需的最佳网格数与计算颗粒数,且模拟结果和实验结果对比良好。其次,揭示了流化床内生物质气化过程中的气固流动特性及气体组分分布规律,研究了床内温度、生物质粒径、曳力模型等因素对产物气体组分分布的影响。结果表明:温度升高,出口处的CO摩尔分数增加,而其余组分都减小;较小生物质粒径的气化效果要优于较大的生物质颗粒粒径;曳力模型对各产物气体组分的摩尔分数几乎无影响。 展开更多
关键词 mp-pic 双流化床 生物质气化 数值模拟
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基于MP-PIC模型的流化床煤气化过程三维数值模拟 被引量:8
2
作者 谢俊 金保昇 钟文琪 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期981-984,共4页
本文以多相流质点网格模型(MP-PIC)为基础,采用欧拉-拉格朗日方法,建立了流化床煤气化过程的三维可压缩数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动,传热传质和相内、相间的化学反应。通过不同操作参数下模拟计算,获得反应器内的流型、气体... 本文以多相流质点网格模型(MP-PIC)为基础,采用欧拉-拉格朗日方法,建立了流化床煤气化过程的三维可压缩数理模型,该模型同时考虑了稠密气固流动,传热传质和相内、相间的化学反应。通过不同操作参数下模拟计算,获得反应器内的流型、气体组分分布、化学反应速率变化等规律。模型计算所得的出口气体组分与实验结果进行了比较,数值模拟与实验吻合。 展开更多
关键词 mp-pic 流化床煤气化 三维数值模拟 欧拉-拉格朗日方法
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基于多相质点网格法的大气污染仿真模拟 被引量:8
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作者 于潇萌 曹乐 +1 位作者 严家德 王巍巍 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第14期5856-5863,共8页
为了准确估计不同风速条件对单点源排放的污染物浓度时空分布、粒子抬升高度、污染物扩散范围产生的影响,使用以多相质点网格(multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)方法为基础的拉格朗日粒子追踪模型对污染物扩散进行大涡仿真模拟。结... 为了准确估计不同风速条件对单点源排放的污染物浓度时空分布、粒子抬升高度、污染物扩散范围产生的影响,使用以多相质点网格(multi-phase particle-in-cell,MP-PIC)方法为基础的拉格朗日粒子追踪模型对污染物扩散进行大涡仿真模拟。结果表明:低风速下,受污染源阻挡作用,污染源周边形成方柱绕流现象,污染物在下风方向分裂为两股,污染物随湍流作用在计算域内波动,且计算域内分裂状况始终存在。随着风速的增大,污染物分裂情况逐渐消失,且污染物扩散范围、粒子最大抬升高度随风速增大而减小。风速为2 m/s时,分裂的两股污染物之间距离为5~20 m,流场稳定时下风向1000~1300 m污染物最大数浓度为70~87个/m^3;风速为5 m/s时,分裂的两股污染物距离为2~10 m,流场稳定时下风向1000~1300 m污染物最大数浓度为212~300个/m^3;风速为10 m/s时,分裂情况消失,流场稳定时下风向1000~1300 m污染物最大数浓度为407~502个/m^3。 展开更多
关键词 大气污染 数值模拟 多相质点网格 拉格朗日粒子追踪模型
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工业流化床反应器一级旋风分离器入口颗粒物性MP-PIC模拟 被引量:1
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作者 杜振国 汪显盼 +3 位作者 白士玉 潘海涛 苟荣恒 张永民 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期566-573,共8页
流化床反应器在石化和煤化工等重要工业领域应用广泛,在工业流化床反应器中,通常在顶部稀相空间内安装多组旋风分离器,用于分离夹带在出口气流中的颗粒。如何准确预测入口颗粒浓度和粒径分布对合理设计旋风分离器系统并保障其工艺分离... 流化床反应器在石化和煤化工等重要工业领域应用广泛,在工业流化床反应器中,通常在顶部稀相空间内安装多组旋风分离器,用于分离夹带在出口气流中的颗粒。如何准确预测入口颗粒浓度和粒径分布对合理设计旋风分离器系统并保障其工艺分离性能至关重要。首次基于一套工业流化床反应器,利用MP-PIC多相流模型研究了颗粒在稀相空间的夹带行为,重点对比了稀相空间有无旋风分离器组对一级旋风分离器入口颗粒浓度及粒径分布的影响。结果表明,工业流化床反应器由于稀相空间内存在旋风分离器,使局部气体流通面积减少、气速增大、横截面轴向气速不均匀度升高,导致夹带进入旋风分离器中的颗粒量比没有旋风分离器时高很多,这表明采用基于传统小型冷模试验颗粒夹带关联式计算得到的旋风分离器入口浓度大幅低于实际的旋风分离器入口浓度。旋风分离器入口颗粒粒度分布也与密相床层及整个系统中颗粒粒度分布存在一定差异,平均粒径更小。 展开更多
关键词 颗粒夹带 流化床反应器 旋风分离器 mp-pic
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Particle residence time distribution and axial dispersion coefficient in a pressurized circulating fluidized bed by using multiphase particle-in-cell simulation
5
作者 Jinnan Guo Daoyin Liu +2 位作者 Jiliang Ma Cai Liang Xiaoping Chen 《Chinese Journal of Chemical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第5期167-176,共10页
The particle residence time distribution(RTD)and axial dispersion coefficient are key parameters for the design and operation of a pressurized circulating fluidized bed(PCFB).In this study,the effects of pressure(0.1-... The particle residence time distribution(RTD)and axial dispersion coefficient are key parameters for the design and operation of a pressurized circulating fluidized bed(PCFB).In this study,the effects of pressure(0.1-0.6 MPa),fluidizing gas velocity(2-7 m·s^(-1)),and solid circulation rate(10-90 kg·m^(-2)·s^(-1))on particle RTD and axial dispersion coefficient in a PCFB are numerically investigated based on the multiphase particle-in-cell(MP-PIC)method.The details of the gas-solid flow behaviors of PCFB are revealed.Based on the gas-solid flow pattern,the particles tend to move more orderly under elevated pressures.With an increase in either fluidizing gas velocity or solid circulation rate,the mean residence time of particles decreases while the axial dispersion coefficient increases.With an increase in pressure,the core-annulus flow is strengthened,which leads to a wider shape of the particle RTD curve and a larger mean particle residence time.The back-mixing of particles increases with increasing pressure,resulting in an increase in the axial dispersion coefficient. 展开更多
关键词 Pressurized circulating fluidized bed mp-pic method Residence time distribution Axial dispersion coefficient
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高通量提升管内颗粒团聚特性模拟研究
6
作者 王圣 董月红 +2 位作者 徐静馨 李梦瑶 崔志刚 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期58-63,共6页
针对高通量循环流化床提升管内固体颗粒的团聚特性,基于OpenFoam开源软件,通过多项质点网格法(MP-PIC),采用考虑团聚作用的分区曳力模型(ZM)模拟三维提升管内的气固流动特性,并通过阈值法研究表征颗粒团聚特性的主要特征参数的分布规律... 针对高通量循环流化床提升管内固体颗粒的团聚特性,基于OpenFoam开源软件,通过多项质点网格法(MP-PIC),采用考虑团聚作用的分区曳力模型(ZM)模拟三维提升管内的气固流动特性,并通过阈值法研究表征颗粒团聚特性的主要特征参数的分布规律。结果表明:团聚物的体积分数在提升管内呈现出强烈的不均匀分布现象,团聚物平均存在时间随提升管高度的增加而减小,而团聚物出现频率随之增大。从提升管的中心到边壁处,平均存在时间逐渐增大,而频率却逐渐降低,且表观流速和颗粒循环量对边壁区域的影响程度大于中心区域。团聚物的平均存在时间范围为5—45 ms,出现频率维持在4—34 Hz。 展开更多
关键词 分区曳力模型 mp-pic 颗粒团聚 提升管
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基于MP-PIC方法的冶金硅氢氯化流化床反应器模拟 被引量:2
7
作者 吴诗鸣 陈皓宁 +2 位作者 宗原 许志美 赵玲 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期4419-4428,共10页
冶金硅氢氯化流化床是目前多晶硅生产工艺中实现四氯化硅(silicontetrachloride,STC)循环利用的关键反应器。基于MP-PIC方法建立了冶金硅氢氯化流化床反应器模型。模型中反应源项采用总包反应动力学进行计算。在网格以及计算颗粒包含的... 冶金硅氢氯化流化床是目前多晶硅生产工艺中实现四氯化硅(silicontetrachloride,STC)循环利用的关键反应器。基于MP-PIC方法建立了冶金硅氢氯化流化床反应器模型。模型中反应源项采用总包反应动力学进行计算。在网格以及计算颗粒包含的真实颗粒数量无关性检验的基础上,对反应器内三氯氢硅(trichlorosilane,TCS)初始浓度进行了无关性检验。模型验证结果表明,模拟结果与实验值符合良好。反应器特征分析结果表明:TCS产率受化学平衡与气固两相流动因素共同控制;反应器操作压力对TCS产率的影响较小;提高进口H_(2)/STC摩尔比,可以提高TCS产率但会降低H_(2)的转化率。 展开更多
关键词 多晶硅 氢氯化 流化床 反应器 计算流体力学 mp-pic
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Study of biomass gasification in an industrial-scale dual circulating fluidized bed(DCFB)using the Eulerian-Lagrangian method
8
作者 Jiahui Yu Shuai Wang +2 位作者 Kun Luo Debo Li Jianren Fan 《Particuology》 SCIE EI CSCD 2023年第12期156-168,共13页
Dual circulating fluidized bed(DCFB)has emerged as an efficient reactor for biomass gasification due to its unique feature of high gas-solid contact efficiency and separated reactions in two reactors,yet the understan... Dual circulating fluidized bed(DCFB)has emerged as an efficient reactor for biomass gasification due to its unique feature of high gas-solid contact efficiency and separated reactions in two reactors,yet the understanding of complex in-furnace phenomena is still lacking.In this study,biomass gasification in an industrial-scale DCFB system was numerically studied using a multiphase particle-in-cell(MP-PIC)method featuring thermochemical sub-models(e.g.,heat transfer,heterogeneous reactions,and homogeneous reactions)under the Eulerian-Lagrangian framework.After model validation,the hydrodynamics and thermochemical characteristics(i.e.,pressure,temperature,and species)in the DCFB are comprehensively investigated.The results show that size-/density-induced segregation makes solid fuels concentrate on the bed surface.Interphase momentum exchange leads to the continuous decrease of the gas pressure axially.In the gasifier and combustor,the lower heating value(LHV)of the gas products is 5.56 MJ/Nm^(3)and 0.2 MJ/Nm^(3)and the combustible gas concentration(CGC)is 65.5%and 1.86%,respectively.The temperature in the combustor is about 100 K higher than that in the gasifier.A higher solid concentration results in a smaller value of particle heat transfer coefficient(HTC).The HTCs range from 50 to 150 W/(m^(2) K)for a solid concentration larger than 0.3 in the combustor while the HTCs range from 100 to 200 W/(m^(2 )K)in the gasifier.The Reynolds number of biomass particles is two orders of magnitude larger than that of the sand particle.The numerical results shed light on the reactor design and process optimization of biomass gasification in DCFBs. 展开更多
关键词 Dual fluidized bed Biomass gasification Numerical simulation mp-pic Heat transfer coefficient
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快速流化床颗粒团絮特征的MP-PIC数值模拟 被引量:4
9
作者 孙子文 陈岱琳 +1 位作者 钟文琪 Aibing Yu 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期3443-3451,共9页
为了研究快速流化床颗粒的团絮特征,建立了基于多相质点网格法的快速流化床气固多相流三维数理模型,气相场采用大涡湍流模型,通过求解牛顿运动方程得到颗粒相运动信息,气固间相互作用力采用Gidaspow曳力模型,固体间作用力通过计算颗粒... 为了研究快速流化床颗粒的团絮特征,建立了基于多相质点网格法的快速流化床气固多相流三维数理模型,气相场采用大涡湍流模型,通过求解牛顿运动方程得到颗粒相运动信息,气固间相互作用力采用Gidaspow曳力模型,固体间作用力通过计算颗粒应力梯度得到。基于该模型,对三维快速流化床上升管(H=3 m、d=0.1 m)气固流动开展了数值模拟,并与实验进行了校正,研究了在气速工况Ug=5.28 m?s-1下的颗粒(ρp=2650 kg?m-3、dp=250μm)团絮性质,实现了对上升管内颗粒团絮的基本类型(条形团絮、马鞍形团絮、U形团絮)的成功预测,并揭示了不同类型团絮在上升管内形成、发展、聚并直至破碎的演化规律。结果表明,上升管径向颗粒团絮的平均颗粒浓度分布呈现中间低两边高的环核结构,颗粒团絮速度的分布与其相反;随着轴向高度的增加,颗粒团絮的颗粒浓度逐渐降低而速度逐渐增加,但达到一定高度后变化减缓。 展开更多
关键词 欧拉-朗格朗日 多相质点网格法 数值模拟 快速流化床 颗粒团絮 多相流 介尺度
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基于MP-PIC方法改进EMMS/DP曳力模型 被引量:2
10
作者 王晓赞 姜勇 +1 位作者 李飞 王维 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1187-1197,共11页
改进了面向离散粒子法的能量最小多尺度曳力模型(EMMS/DP)的颗粒参数生成方式,并将非均匀因子(HD)与固相浓度和滑移速度关联以考虑介尺度结构动态效应的影响,用改进的EMMS/DP模型与多相流质点网格模型(MP-PIC)耦合模拟气固两相流提升管... 改进了面向离散粒子法的能量最小多尺度曳力模型(EMMS/DP)的颗粒参数生成方式,并将非均匀因子(HD)与固相浓度和滑移速度关联以考虑介尺度结构动态效应的影响,用改进的EMMS/DP模型与多相流质点网格模型(MP-PIC)耦合模拟气固两相流提升管系统,模拟结果与实验值吻合很好,考察了MP-PIC方法的网格无关性和粗粒化模型参数. 展开更多
关键词 EMMS/DP mp-pic 非均匀曳力模型 气固流态化 数值模拟
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超临界水循环流化床两相流动全循环模拟 被引量:1
11
作者 赵力星 张航 吕友军 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1547-1553,共7页
超临界水循环流化床煤气化是一种极具发展前景的新型高效洁净煤利用技术,充分了解反应器内两相流动特性是合理设计反应器的基础。本文基于多相流网格质点法(MP-PIC),耦合能量最小多尺度(EMMS)模型,实现了超临界水循环流化床的三维全循... 超临界水循环流化床煤气化是一种极具发展前景的新型高效洁净煤利用技术,充分了解反应器内两相流动特性是合理设计反应器的基础。本文基于多相流网格质点法(MP-PIC),耦合能量最小多尺度(EMMS)模型,实现了超临界水循环流化床的三维全循环数值模拟。研究了主要操作参数温度、初始存料量和提升管流化风速对颗粒质量流量、提升管压降和时均径向空隙率分布等流动特性的影响,对超临界水循环流化床反应器的设计和优化具有重要指导意义。 展开更多
关键词 超临界水循环流化床 mp-pic EMMS 全循环模拟
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Three-dimensional simulation of liquid injection,film formation and transport,in fluidized beds 被引量:2
12
作者 Paul Zhao Peter J. O'Rourke Dale Snider 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2009年第5期337-346,共10页
Liquid injection, and film formation and transport in dense-phase gas-solids fluidized beds are numerically simulated in three dimensions using a collisional exchange model that is based on the mechanism that collisio... Liquid injection, and film formation and transport in dense-phase gas-solids fluidized beds are numerically simulated in three dimensions using a collisional exchange model that is based on the mechanism that collisions cause transfer of liquid mass, momentum, and energy between particles. In the model, each of the particles is represented by a solid core and a liquid film surrounding the core. The model is incorporated in the framework of the commercial code Barracuda developed by CPFD Software. The commercial software is an advanced CFD-based computational tool where the particles are treated as discrete entities, calculated by the MP-PIC method, and tracked using the Lagrangian method. Details of the collisional liquid transfer model have been previously presented in O'Rourke, Zhao, and Snider (2009); this paper presents new capabilities and proof-testing of the collision model and a new method to better quantify the penetration length. Example calculations of a fluidized bed without liquid injection show the expected effect of collisions on the reduction of granular temperature (fluctuational kinetic energy) of the bed. When applied to liquid injection into a dense-phase fluidized bed under different conditions, the model predicts liquid penetration lengths comparable to the experiments. In addition, the simulation reveals for the first time the dynamic mixing of the liquid droplets with the bed particles and the transient distribution of the droplets inside the bed. 展开更多
关键词 mp-pic Liquid injection Fluidized bed Particle collisions CPFD Jet penetration
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基于MP-PIC方法对提升管内气固流动的数值模拟
13
作者 李梦瑶 崔志刚 +1 位作者 马素霞 牛毅 《电站系统工程》 2022年第4期15-18,22,共5页
针对提升管气固两相流动中的颗粒运动规律,基于Open FOAM开源软件,通过多项质点网格法(MP-PIC)模拟了三维提升管内的气固流动特性,其中颗粒间的碰撞过程采用Harris&Crighton固相应力模型,气固间的作用力采用Gidaspow曳力模型。结果... 针对提升管气固两相流动中的颗粒运动规律,基于Open FOAM开源软件,通过多项质点网格法(MP-PIC)模拟了三维提升管内的气固流动特性,其中颗粒间的碰撞过程采用Harris&Crighton固相应力模型,气固间的作用力采用Gidaspow曳力模型。结果表明:模拟结果准确地呈现出颗粒和气体在提升管内边壁浓、中间稀的环-核流动结构。时均颗粒浓度沿径向呈现中间稀、边壁浓的分布结构,在径向相对位置(r/R)处于-0.5~0.5时,颗粒浓度的模拟数值大多小于0.02;而时均颗粒速度分布恰恰相反,并且在径向相对位置(r/R)处于±(0.5~1)时,颗粒速度大多小于1 m/s。时均颗粒浓度在轴向相对位置0.1m以上时下降缓慢,而时均颗粒轴向速度在提升管相对高度大致为0.5m以上时变化趋于稳定。 展开更多
关键词 提升管 气固两相流 Open FOAM mp-pic
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反应器结构对多段气化炉内颗粒分布的影响 被引量:1
14
作者 冯美艳 李飞 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期297-308,共12页
针对多段气化炉(上部快速床、下部鼓泡床),采用MP-PIC(Multi-Phase Particle In Cell)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的三维全循环流化过程,考察了鼓泡床与快速床床径比及鼓泡床和快速床之间的过渡段高度对气化炉内流动特性的影响。结果表明... 针对多段气化炉(上部快速床、下部鼓泡床),采用MP-PIC(Multi-Phase Particle In Cell)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的三维全循环流化过程,考察了鼓泡床与快速床床径比及鼓泡床和快速床之间的过渡段高度对气化炉内流动特性的影响。结果表明,基本工况下,大颗粒主要存在于下部鼓泡床中,细颗粒主要存在于上部快速床内,但细颗粒会通过旋风分离器和回料管再次进入鼓泡床参与循环。进入旋风分离器的大部分为半径622mm以下的小颗粒,无1216 mm以上的大颗粒。旋风分离器对小颗粒的分离效率为99.75%,分离效率良好。增大床径比(即减小快速床直径),快速床中气速增大,整个气化床更快达到稳定状态,被夹带到快速床中的颗粒增多,所夹带的颗粒粒径增大。过渡段高度存在一个适当值(炉高0.6~1.0 m),升高或降低过渡段高度,快速床中颗粒浓度均增大,颗粒通量均升高,旋风分离效率降低。 展开更多
关键词 多段气化炉 mp-pic 颗粒分布 床径比 过渡段高度
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分布板进气方向对气化炉内颗粒分布的影响
15
作者 冯美艳 李飞 《福建工程学院学报》 CAS 2019年第1期55-61,共7页
采用MP-PIC (multi-phase particle in cell)方法模拟了三维多段气化炉(上部快速床,下部鼓泡床)多粒径煤粉的循环流化过程,研究了分布板不同进气方向对气化炉内颗粒分布的影响。结果表明:分布板开孔与水平方向夹角越大,物料进入快速床... 采用MP-PIC (multi-phase particle in cell)方法模拟了三维多段气化炉(上部快速床,下部鼓泡床)多粒径煤粉的循环流化过程,研究了分布板不同进气方向对气化炉内颗粒分布的影响。结果表明:分布板开孔与水平方向夹角越大,物料进入快速床并形成流化状态越快,但对成形后的流化形态影响较小;分布板进气方向对分布板处的轴向颗粒浓度分布影响较大,对快速床内轴向颗粒浓度分布影响较小;随着分布板进气方向与水平夹角的减小,鼓泡床下部颗粒浓度增大,固相颗粒通量增大;分布板进气方向对旋风分离效率影响较小。因此,工程上可根据需要适当减小分布板进气方向与水平方向的夹角来增加分布板上部颗粒浓度分布。 展开更多
关键词 多段气化炉 分布板 进气方向 mp-pic 颗粒分布
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鼓泡床高度对多段气化炉内颗粒分布的影响
16
作者 冯美艳 李飞 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2019年第8期84-89,104,共7页
多段气化炉反应器主体由下部鼓泡床和上部快速床组成,是一种新型的煤分级转化集成技术。针对三维全循环多段气化炉,采用MP-PIC(mult-phase particle in cell,Barracuda)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的循环流化过程,研究了鼓泡床高度对气化... 多段气化炉反应器主体由下部鼓泡床和上部快速床组成,是一种新型的煤分级转化集成技术。针对三维全循环多段气化炉,采用MP-PIC(mult-phase particle in cell,Barracuda)方法模拟了多粒径煤粉颗粒的循环流化过程,研究了鼓泡床高度对气化炉内流动特性的影响。研究发现:①在适当范围内,降低鼓泡床高度,床体更快达到稳定操作状态;②快速床上部颗粒浓度随鼓泡床构体高度增加而降低;③鼓泡床高度的增加使得过渡段上部和快速床下部的细颗粒(<1 000μm)含量增加;④靠近快速床出口截面处最小颗粒的含量随鼓泡床高度增大而单调增加。这些规律对多段气化炉的设计和优化具有参考意义。 展开更多
关键词 多段气化炉 鼓泡床高度 mp-pic 颗粒分布
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Considering solid shear stress in MP-PIC simulation of a CFB riser
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作者 Tagir Kadyrov Fei Li Atta Ullah 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期79-87,共9页
To enable successful multi-phase particle-in-cell(MP-PIC)simulations of circulating fluidized beds(CFBs),both the interphase drag force and interparticle collisions need to be carefully modeled.Particle collisions are... To enable successful multi-phase particle-in-cell(MP-PIC)simulations of circulating fluidized beds(CFBs),both the interphase drag force and interparticle collisions need to be carefully modeled.Particle collisions are usually represented by the solid stress consisting of the normal and shear components,in which the normal stress was found to have a leading role in the numerical stability of MP-PIC simulations,whereas the impact of the shear stress has seldom been reported.In this work,the effects of the solid shear stress are investigated by using two-dimensional simulations of the moderately dense laboratory-scale CFB riser with in-house MP-PIC code implemented on MFIX open-source platform.Cases including only normal solid stress and those considering both normal and shear solid stresses are simulated.The results of solids flux,axial and radial solids profiles are compared with available experimental data.The results show that the solid shear stress plays a minor role on the accuracy of simulation,and the increase of PPP(number particles per parcel)leads to a lower accuracy of simulation. 展开更多
关键词 SIMULATION FLUIDIZATION Multiphase particle-in-cell(mp-pic) Solid shear stress
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液固流化床内二元颗粒流动特性数值模拟研究
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作者 谢磊 贾雨彬 +2 位作者 陈曦 邵宝力 王淑彦 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2144-2152,共9页
本研究采用液固两相欧拉-多流体模型和多相质点网格法(MP-PIC),结合不同曳力模型对液固流化床内不同密度的二元颗粒流动特性进行数值模拟研究。模拟结果表明,欧拉-欧拉双流体模型(TFM)和多相质点网格法(MP-PIC)都能预测液固流化床内二... 本研究采用液固两相欧拉-多流体模型和多相质点网格法(MP-PIC),结合不同曳力模型对液固流化床内不同密度的二元颗粒流动特性进行数值模拟研究。模拟结果表明,欧拉-欧拉双流体模型(TFM)和多相质点网格法(MP-PIC)都能预测液固流化床内二元颗粒流动过程,但多相质量网格法(MP-PIC)的预测结果能够再现液固流化床内二元颗粒的分离特性。相比于Gidaspow、Wen-Yu曳力模型,BVK曳力模型考虑了多组分的流动,对二元颗粒系统具有更好的适用性。动态分离指数被用于定量分析液固流化床内二元颗粒的分离特性,随着颗粒的流动,颗粒的分离指数先急剧增加然后缓慢减小,最终趋于稳定达到动态分离。通过对颗粒弥散系数和颗粒拟温度的分析,发现双组分颗粒的相互作用存在明显差异,多相质量网格法(MP-PIC)能更好预测粒子之间的局部相互作用。 展开更多
关键词 液固流化床 二元颗粒 混合与分离 多相质点网格法(mp-pic)
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储气砂中浅层气溢出过程数值模拟研究 被引量:3
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作者 成荣鹏 来向华 +2 位作者 韦雁机 胡涛骏 黄潘阳 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期767-775,共9页
基于A.Nermoen的物理实验,文章进行了浅层气溢出过程数值模拟,区别于以往常用的欧拉-欧拉方法,文章采用了基于欧拉-拉格朗日方法的新型的离散粒子模拟方法 MP-PIC(multiphase particle-in-cell)模型。揭示超压气体释放的机制,以及浅层... 基于A.Nermoen的物理实验,文章进行了浅层气溢出过程数值模拟,区别于以往常用的欧拉-欧拉方法,文章采用了基于欧拉-拉格朗日方法的新型的离散粒子模拟方法 MP-PIC(multiphase particle-in-cell)模型。揭示超压气体释放的机制,以及浅层气溢出过程中速度、压力的变化情况和变化规律。模拟得到的颗粒流化现象以及气泡的产生、运动和溢出现象与试验现象相一致,数模计算结果与实验资料两者相关度为0.94,相关性较好。临界流化速度和压力与土层的高度呈正相关,临界流化压力与实验结果较为接近,但由于马格努斯力(magnus)等作用力未考虑,导致临界流化速度相比于实验偏低。该模型方法能处理任意尺寸分布的颗粒,适用庞大的颗粒量,紧密耦合气固间相互作用,适用性好,准确性高,为数值模拟提供了便利。 展开更多
关键词 欧拉-拉格朗日方法 mp-pic模型 临界流化压力 临界流化速度
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对称与非对称孔道对颗粒捕集器流场影响的数值分析
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作者 蔡华建 吴天然 +5 位作者 李海鑫 葛婷 王帅 雷文博 邹晔 崔颖 《今日制造与升级》 2023年第8期52-54,88,共4页
随着我国汽车保有量的飞速上升,汽车排放量的颗粒污染物日趋增多,不仅增加了大气污染治理的难度,更是严重降低了大气环境质量并严重危害人们的身体健康。为了减少或杜绝汽车排放尾气对环境和人体的危害,国内外的研究学者设计并优化了柴... 随着我国汽车保有量的飞速上升,汽车排放量的颗粒污染物日趋增多,不仅增加了大气污染治理的难度,更是严重降低了大气环境质量并严重危害人们的身体健康。为了减少或杜绝汽车排放尾气对环境和人体的危害,国内外的研究学者设计并优化了柴油颗粒捕集器。文章基于Solidworks三维建模软件提出并建立了对称孔道式柴油颗粒捕集器及非对称孔道式柴油颗粒捕集器三维立体模型,基于多相流-单元内源项颗粒群数值模拟方法对两种不同结构的柴油颗粒捕集器的内部气固流动过程进行了数值模拟,在流型发展过程、压力分布、颗粒浓度分布、速度分布等气固动力学性能方面进行了对比研究。在初步获得了气固动力学性能后,分析入口气速这一重要操作参数对非对称孔道式柴油颗粒捕集器中的颗粒速度、压力、浓度的影响。研究发现,相较于对称孔道式柴油颗粒捕集器,非对称孔道式柴油颗粒捕集器的颗粒捕集效果更优,使用寿命更长,非对称孔道式柴油颗粒捕集器在气流速度为3.5m/s时捕集效率最高。 展开更多
关键词 柴油颗粒捕集器 数值模拟 mp-pic数值模拟方法 非对称孔道结构
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