柱形生物质和石英砂传热实验与模拟研究

摘要：

从实验和模拟两方面,利用虚拟球元法改进传统的计算流体力学耦合离散单元法(DEM-CFD),对流化床内的柱形生物质和石英砂的流动传热过程进行了研究.建立了混合流动与传热的实验系统,并进行了模拟和分析,结果表明:双组分颗粒混合指数(MI)经过迅速增加、缓慢增加以及稳定期3个阶段.随着表观气速的增加,颗粒混合指数升高,一定范围内的高气速有利于柱形生物质和石英砂的混合.加热后的柱形生物质和石英砂的初始温度为120℃,流化空气为常温25℃.流化过程中,柱形生物质颗粒温度普遍大于石英砂的温度.当表观气速比较小时,双组分颗粒的混合受到限制,流化床内不同高度的颗粒平均温度差较大;表观气速较大时,流化床颗粒平均温度差不明显.虚拟球元解决了传统DEM-CFD计算模型不适用于大尺寸柱形颗粒系统的问题.对比红外热图像和模拟结果,实验值和模拟结果比较接近,改进的DEM-CFD方法可以较好地模拟柱形生物质和石英砂的流动传热.

关键词：柱形生物质、石英砂、传热、实验、模拟

所属期刊栏目：48

分类号：TK6(生物能及其利用)

资助基金：国家自然科学基金项目U13161115、51276040;东南大学优秀博士学位论文培育基金项目YBJJ1644

在线出版日期：2017-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：272-279