发明名称 一种测量颗粒流体两相流反应器内流动参数分布的方法
摘要 本发明公开了一种测量颗粒流体两相流反应器内流动参数分布的方法,包括:根据反应器的结构尺寸和物性、操作条件,由双流体模型计算每个空间微元内的守恒方程得到速度、浓度分布;由反应器整体操作条件计算满足全局动力学的非稳态方程组的所有变量根的组合,并寻找满足极值条件的最优根以得到介观结构参数;在反应器每个微元空间内求解满足微观局部动力学方程组的所有变量根的组合,并寻找满足极值条件的最优根;计算颗粒流体相间曳力,并替代双流体模型的曳力关系做迭代计算,得到反应器任意微元内的浓度、速度流场的空间分布和时间演化。本发明方法可得到反映实际情况的曳力系数,可准确计算反应器内的流动、反应、传热、传质过程。
申请公布号 CN1979111A 申请公布日期 2007.06.13
申请号 CN200510126227.1 申请日期 2005.11.30
申请人 中国科学院过程工程研究所 发明人 王维;葛蔚;杨宁;李静海
分类号 G01M10/00(2006.01) 主分类号 G01M10/00(2006.01)
代理机构 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 代理人 高存秀
主权项 1、一种测量颗粒流体两相流反应器内流动参数分布的方法,包括:1)、根据实际的物性和反应器的操作条件情况,初始化流场及边界条件;2)、利用双流体模型计算代码或商业化计算流体力学软件,计算每个空间微元内的质量守恒方程、动量守恒方程,得到速度、浓度分布(ug,up,εg),所述的ug代表微元内的气体真实速度,所述的ug代表微元内的固体真实速度,所述的εg代表微元内平均空隙率;3)、判断当前的速度和浓度分布是否满足全场的收敛标准,若满足全场的收敛标准,输出当前的速度和浓度分布,并结束操作,否则,执行下一步;4)、根据已知的反应器整体操作条件(Ug,Up),计算并得到满足全局动力学的非稳态、非线性方程组的所有变量根的组合;所述的Ug代表气相表观速度;所述的Up代表颗粒相表观速度;5)、从所有变量根的组合中,寻找满足极值条件的最优根,并保存其中的介观结构参数εc,εf,dcl,所述的εc表示团聚物密相空隙率,所述的εf表示稀相空隙率,所述的dcl表示团聚物直径;6)、由步骤2)得到的速度、浓度分布(ug,up,εg)和步骤5)得到的介观结构参数εc,εf,dcl,在反应器的每个微元空间内求解满足微观局部动力学非稳态、非线性方程组的所有变量根的组合;所述的变量根包括Uf,Upf,Uc,Upc,f,ai,ac,af,其中Uf代表稀相流体速度,Upf代表稀相颗粒速度,Uc代表团聚物密相流体速度,Upc代表团聚物密相颗粒速度,f代表密相体积分数,ai代表介观界面加速度,ac代表密相加速度,af代表稀相加速度;7)、由步骤6)得到的变量根的组合,从中寻找满足极值条件的最优根;8)、由步骤5)和步骤7)所得到的微元内所有变量值(Uf,Upf,Uc,Upc,εc,εf,f,dcl,ai,ac,af)的组合,计算曳力和曳力系数;9)、将步骤8)得到的曳力系数代入步骤2)中所采用的双流体模型计算代码或商业化计算流体力学软件中,替换原有的曳力系数,然后转到步骤2),做迭代计算。
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