[發明專利]一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法

在審

• 申請號: 202011528952.2
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112597712A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 鄂殿玉;周鵬;崔佳鑫;李政權;張思釗;熊仕顯;鄒瑞萍
• 申請（專利權）人: 贛江新區澳博顆?？萍佳芯吭河邢薰?/a>;江西理工大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 佛山信智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 44629
• 代理人: 唐杏姣

1.一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法，其特征在于，包括以下步驟：

采用組合球方法建立不同Ar的橢球顆粒模型；

建立噴動床傳熱過程的物理模型；

建立噴動床傳熱過程中的流體相控制方程組，所述流體相控制方程組包括連續性方程、動量方程、能量方程；

建立固相控制方程，所述固相控制方程包括顆粒運動控制方程、顆粒間導熱方程；

進行CFD-DEM耦合仿真，并獲取固相顆粒的溫度；

選取幾組不同Ar的橢球顆粒及球形顆粒填充的噴動床，在噴氣速度，氣體溫度等其它參數相同的條件下進行模擬計算；

分析比較不同Ar的橢球顆粒及球形顆粒的噴動床內平均顆粒溫度及溫度標準差，得到顆粒形狀對流化床顆粒溫度場的影響規律。

2.如權利要求1所述的一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法，其特征在于，所述連續性方程為：

其中：

ρ_f為氣體密度，單位為kg/m³；

ε_f為氣體局部空隙率；

u為氣體表觀速度，單位為m/s。

3.如權利要求2所述的一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法，其特征在于，所述動量方程為：

其中：

p為氣體壓力，單位為Pa；

F_fp為單位體積內氣體顆粒間相互作用力，單位為N；

g為重力加速度，單位為m/s²；

τ為氣相應力張量，單位為Pa。

4.如權利要求3所述的一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法，其特征在于，所述能量方程為：

其中：

c_pf為氣體比熱容，單位為J/(kg·K)；

k_f氣體導熱系數，單位為W/(m²·K)；

A_p為顆粒表面積；

T_f為氣體溫度，單位為K；

T_p為顆粒溫度，單位為K；

h_fp為氣體與顆粒間對流換熱系數。

5.如權利要求4所述的一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法，其特征在于，所述A_p由下式計算：A_p＝6(1-ε_f)/d_p。

6.如權利要求4所述的一種基于CFD-DEM模型分析非球形顆粒噴動床內傳輸過程的方法，其特征在于，所述h_fp由下式計算：

其中：

i表示第i個顆粒；

Pr為普朗特數，由下式計算：Pr＝(u_f·c_pf)/k_f；

Re為雷諾數，由下式計算：Re＝(ρ_f·d_p·v_f)/u_f；

d_p為顆粒直徑，單位為m；

v_f為氣體流速，單位為m/s；

u_f為氣體粘度，單位為kg/(m·s)。