用DPM模型模拟预热器内两相流场研究.pdfVIP

维普资讯 第 2期 (总第 141期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．2 2007年 4月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Apr． 文章编号：1672—6413(2007)02—0051—02 用DPM 模型模拟预热器 内两相流场研究 陈作炳，李 硕，李丽君 (武汉理Z-大学机 电Z-程学院，湖北 武汉 430070) 摘要：针对旋风筒内复杂的气固两相湍流运动 ，采用DPM模型对五级旋风预热器的C5部分进行了数值模拟， 通过对结果的研究，得出了旋风筒内气固运动的规律，并在计算的基础上对颗粒的运动规律进行了探讨。 关键词 ：五级旋风预热器 ；数值模拟；DPM 中图分类号：TB126 文献标识码：A 0 引言 昙()+uj丢()一墨+器 + 目前，研究气固流动的方法可分为两大类 ：一类 是把流体或气体当作连续介质，而将颗粒视为离散体 考(一lD l|／)+ 。…………………………… (2) 系；另一类是把流体与颗粒都看成共同存在且相互渗 透的连续介质，即把颗粒视为拟流体 。定常拉格朗 日 其 中， 为压力的合力，(一lD砺l|／)为作用在流体上 稀疏相 DPM 多相流模型的离散相公式采用了第二相 的附加应力，称为雷诺应力，U、UJ、z分别为作用在 (离散相)足够稀的假设，亦即颗粒之间的相互作用 以 微元体表面上的黏性应力的分量，，l为作用在微元体 及颗粒体积百分率对气相的作用可以忽略。这些假设 上的体力， 为动力黏度 。 表示离散相必须满足相当低的体积百分率条件 ，通常 (3)气相时均控制方程； 情况小于 1O ～12 。而本文所要研究的预热器内的 3(puCk)+ + a(ewO)= 旦 离散相的体积比相当小，刚好适合DPM模型。由于五 T 。 av 。 T 3x 一 。 级旋风预热器的各级情况类似，所以本文仅 以C5部 分为对象进行研究，其它各级可依次类推。 ( )+乏(票)++一。……………(3) 1 计算所用的数学基本方程 式中： ——通用变量，可以代表 、、W等求解变量； (1)连续性方程是质量守恒定律的数学表达式： r——广义扩散源项； — — 广义源项。 + ：0 (：1，2，3) 。 … … … ．．(1) ( O~／7i 两相流的气相控制方程与单相流场的控制方程相 其中，i分别为 1、2、3时，z为z、Y、 坐标；ID为 比，只多了一个流体与颗粒相互作用源项 坤，其余各 密度； 为速度 ， 在 X、Y、 方 向的分量分别为U、 变量的定义和值均没有改变。流体与颗粒相互作用源 W 。 、 项 的定义见表 1。 (2)雷诺平均 N--S方程 ： 表 1 流体与颗粒相互作用源项 的定义 方程名 连续性方程 z方向动量方程 Y方向动量方程 z方向动量方程