循环流化床中颗粒-流体间传质的多尺度特性研究

循环流化床中颗粒流体间的传质是与时间和结构相关的、远离平衡态的过程。传统的单一尺度上的稳态传质研究无法揭示这种内秉的时空结构特性，因此需要建立动态的多尺度传质研究方法。本研究依据极值型多尺度方法的思想,探索多尺度结构存在的稳定性条件，以此确定流动结构参数，并构建空间微元上的多尺度流动模型。在流动的基础上，利用离散粒子模拟手段进行微观虚拟实验，寻找时空结构下的传质机理与稳定性条件，确立不同结构中的浓度分布，建立空间微元上的传质多尺度模型。最终将流动、传质的多尺度模型与计算流体力学在亚网格层次通过有效相间传递系数耦合，使颗粒-流体间传质的描述方法回归到多尺度结构下的对流、扩散的微观细节与流场动态混合的综合效应上来。辅以传质实验的模拟验证，建立一套传质过程的多尺度动态计算方法，改造传统研究中传质现象时均、单一尺度的描述方式，为循环床为代表的两相流反应器提供更准确的模拟、放大基础。