基于CFD-DEM流化床内静电效应影响的数值研究

气固流化床由于具有传热传质效率高等优点，因此在煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域得到广泛应用。但在流化过程中，颗粒与颗粒或壁面间频繁接触、碰撞，导致颗粒表面产生电荷，从而发生颗粒黏附到反应器壁、颗粒团聚和静电放电等现象，影响颗粒运动状态、空隙率、混合程度等特性，甚至引发生产事故。为探究静电效应对流化床内气固两相流动特性的影响，基于开发的双网格CFD-DEM模拟程序，耦合静电力模型，对单孔射流流化床内气固两相流化过程进行数值模拟，从床层整体和典型区域示踪颗粒2种角度对考虑静电力前后流化床内气固两相流动特性进行研究。结果表明：考虑静电力后，颗粒分布更加分散，床层空隙率增大，床层膨胀高度增加，相同初始位置颗粒的运动轨迹发生改变；流化床内颗粒运动及速度分布近似呈轴对称分布，滞止区颗粒竖直和水平速度始终接近于零；随着颗粒携带电荷量升高，流化床内喷泉区颗粒速度矢量逐渐稀疏，喷射区颗粒速度矢量逐渐密集，Lacey混合指数呈现一定程度的减缓。以上研究结果及方法可为进一步研究工作和工程实际应用提供参考。

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