液固流态化系统的时间和空间域非稳态特性研究

本项目针对液固流化床的非稳态流体力学特性，实验、模型与数值模拟相结合，系统地研究液固流化体系在时间和空间域上的流化非稳态特性。首先建立相关颗粒尺度参数的液固流化体系的动态数学模型，数值模拟不同直径、密度和形状的单颗粒和多颗粒在不同粘度和密度的液体中的非稳态流化过程，与实验进行比较；耦合颗粒尺度上获得颗粒相曳力、压力等参数的动态分布，建立包含颗粒和液相属性、液固作用、颗粒间作用、湍流效应的设备尺度的液固流化床动态数学模型。数值模拟不同操作、初始条件下液固流化床的非稳态流化特性。在搭建的液固流化床冷态试验台上测定不同操作、初始条件下流化过程的床层压力和压降、颗粒浓度轴向和径向动态分布，验证液固流化床动态数学模型的有效性，为液固流化床的设计放大和优化操作奠定理论基础。

充分认识和理解液固流化体系在时间域和空间域上的非稳态流化特性及其发生规律对科学指导流化床的开车、停车以及反应控制过程具有重要意义。本项目针对液固流化床的流体力学特性，实验、模型与数值模拟相结合，系统地研究液固流化体系在时间和空间域的流化非稳态特性。首先建立相关颗粒尺度参数的液固流化体系的动态数学模型，数值模拟不同直径、密度和形状的单颗粒和多颗粒在不同粘度和密度的液体中非稳态流化过程，与试验进行定性比较；耦合颗粒尺度上获得颗粒相曳力、压力等参数动态分布，从而建立相关颗粒和液相属性、液固作用、颗粒间作用、湍流效应的设备尺度液固流化床动态数学模型。数值模拟不同操作、初始条件下液固流化床非稳态流化特性。在搭建的液固流化床冷态试验台上进行不同操作、初始条件下的流化过程床层压力和压降、颗粒浓度轴向和径向动态分布，验证液固流化床动态数学模型的有效性。为液固流化床的科学设计、放大和优化操作奠定理论基础。