单沉浸管流化床内离散颗粒数值模拟.pdf

第49卷第1期 浙江 大 学 学 报(工学版) V01．49NO．1 2015年1月 JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience) Jan．2015 DOI：10．3785／j．issn．1008—973X．2015．01．022 单沉浸管流化床内离散颗粒数值模拟 任立波1’2，韩吉田1赵红霞 (1．山东大学能源与动力工程学院，山东济南250061；2．上海板换机械设备有限公司，上海201508) 摘要：基于FLUENT软件信息传递模式的多点接口(MPI)并行计算平台，在二次开发框架内通过用户自定义函 数(UDFs)文件发展计算流体力学一离散单元法(CFD-DEM)耦合并行算法．该算法具有随计算节点数增加的良好扩 展性能和加速性能．采用该算法数值模拟了单沉浸管流化床内的颗粒混合过程，揭示了气固两相的运动特性和颗 粒混合机制，考察了沉浸管的磨损特性．结果表明：沉浸管引起床内气泡的聚并和破碎，气泡主要绕沉浸管而非沿 两侧壁向上移动，随着表观气速的增加，气相流场沿径向的分布更加均匀；颗粒宏观流动结构与分布呈现出明显的 径向非均匀特性；沉浸管的存在和表观气速的增加均有助于颗粒混合，使颗粒达到完全混合的时间减少；颗粒撞击 管壁的频次和冲刷速度是造成沉浸管磨损的主要原因． 关键词：计算流体力学一离散单元法耦合并行模型；单沉浸管流化床；流动特性；颗粒混合；磨损 121 中图分类号：TK 文献标志码：A 文章编号：1008—973X(2015)01—0150—07 Numericalsimulationofdiscrete in particles fluidizedbedwithimmersedtube REN Li_b01”，HANJi—tianl，ZHAO Hong—xial (1．School andPower 250061，China； ofEnergy Engineering，ShandongUniversity，Jinan Heat Limited 201508，China) 2．ShanghaiTransferEquipmentCompany，Shanghai for fluid element Abstract：The dynamics—discrete paralleltechniquecomputational modelwas userdefinedfunctions(UDFs)intheframeworkof de— coupling developedthrough secondary basedon ofFLUENTsoftware．Thehas velopmentmessagepassinginterface(MPI)platform algorithm and withtheincreaseinthenumberof goodscalabilityspeed—upperformance computing simulationofthe inthefluidizedbedwit