柱状颗粒沉降过程的CFD-DEM联合仿真和实验研究
作者:刘佳君; 刘雪东; 吕圣男; 高华鑫; 邵佳伟; 张红红
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根据柱状催化剂颗粒相对于球形颗粒的不同运动特性,选择了直径为2mm、长度不同的五种柱状颗粒,通过CFD-DEM模拟研究了柱状颗粒在管状容器沉降过程中的运动行为。建立了柱状颗粒沉降试验台,采用高速摄像的方法进行了试验研究。结果表明,当直径和长度相同的圆柱形颗粒在不同位置释放时,靠近壁面的颗粒在沉降过程中会向中心漂移,沉降速度比从中心释放的颗粒慢且长。改变圆柱形粒子与水平面之间的角度,释放圆管中心的粒子,最终粒子将旋转到水平状态。与水平面的角度越大,底部阻力越大,旋转持续时间也会增加。推导了柱状颗粒沉降的斯托克斯方程,并通过实验数据修正了广场上的阻力系数。将修正后的阻力系数模型引入UDF模拟,计算颗粒沉降的最终速度。相对误差的可靠性更高,它在阻力系数脉中的比例从50%的球形颗粒减少到17%以下。