不同氣速下噴動床噴泉區顆粒特性的模擬分析

張彩虹，黃立新，謝普軍，游 鳳，張耀雷

（中國林業科學研究院林產化學工業研究所，生物質化學利用國家工程實驗室，國家林業局林產化學工程重點開放性實驗室，江蘇省生物質能源與材料重點實驗室，江蘇 南京210042）

噴動床自20 世紀50年代問世以來，已被廣泛應用于燃料燃燒、氣化、物料顆粒干燥及催化聚合等工業過程中。由于在噴動過程中顆粒易于形成規律的循環流動，較隨機而復雜的流化床有更多的優點，在工業過程中應用日益廣泛。噴動床內氣相與反應物的反應時間和停留時間依賴于床體幾何結構和運行數，噴動床設計應滿足不同應用要求。盡管噴射區、環形區和噴泉區內的氣固兩相流流體動力特性已有許多的實驗研究，然而由于噴動床內氣固兩相流動的復雜性及測量條件的限制，人們對床體內運行參數對噴動床動力學的影響至今并不清楚。

為推廣使用具有良好傳熱和傳質效果的噴動床，國內外都做了大量的研究工作。劉偉民等[1]自行設計制造了噴動床糧食干燥機，以探索噴動床用于糧食干燥的實際效果和所存在問題的解決方法。He 等[2-3]設計了噴動床，對噴動床內固體顆粒在噴動區、噴泉區及環隙內空隙率及速率變化等進行了實驗研究，為噴動床的流體力學研究提供了大量的實驗數據。隨著計算機技術的迅速發展，大量科研工作者熱衷于噴動床的模擬研究[4-6]。Hosseini 等[7]采用歐拉-歐拉模型對噴動床內氣固流速度矢量及氣流速率進行模擬，考察了恢復系數及曳力系數的顯著性，經過參數的優化研究，得出Wen-Yu 的曳力模型在無導噴管的模擬中為最佳模型。……