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化工进展 2018年第9期37卷 3294-3302页

作者：陈程刘雪东罗召威崔树旗谈志超常州大学机械工程学院江苏常州213164 江苏省绿色过程装备重点实验室江苏常州213164

为了对旋转流化床粉体混合机进行优化设计,采用CFD-DEM联合仿真的方法,对旋转流化床粉体混合机内球形颗粒的混合过程进行数值模拟,通过Lacey指数具体评价颗粒的混合效果,研究了进气管倾斜角度、进气管布置方式、进气方式对球形颗粒混合... 详细信息

为了对旋转流化床粉体混合机进行优化设计,采用CFD-DEM联合仿真的方法,对旋转流化床粉体混合机内球形颗粒的混合过程进行数值模拟,通过Lacey指数具体评价颗粒的混合效果,研究了进气管倾斜角度、进气管布置方式、进气方式对球形颗粒混合效果的影响,并进行球形颗粒混合实验验证。结果表明,进气管最合适的倾斜角度应保证气流作用区域面积恰好为底部颗粒物料区域面积的一半。进气管水平布置时能够保证很好的混合质量及较快的混合速率。脉冲及连续方式进气均能实现均匀混合,脉冲进气方式比连续进气方式耗气量更低。颗粒混合实验有很好的混合效果,与数值模拟的结果具有较高的一致性,从而获得了一种混合效果优越的结构形式,进气管倾斜角度α=35°,水平布置。

关键词：旋转流化床数值模拟 CFD-DEM联合仿真混合优化设计

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喷动旋转流化床气固两相流场的模拟计算与实验分析

喷动旋转流化床气固两相流场的模拟计算与实验分析

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作者：田兆君天津大学

学位级别：硕士

喷动旋转流化床是在普通喷动床中引入了切向旋流,这有助于强化气固两相的传递过程,同时切向流会加剧固相颗粒的滚动与碰撞,更利于造粒与微粒涂敷过程的粒子成球并增大其密实度。本文对喷动旋转流化床中气固两相流速度场进行了CFD模拟分... 详细信息

喷动旋转流化床是在普通喷动床中引入了切向旋流,这有助于强化气固两相的传递过程,同时切向流会加剧固相颗粒的滚动与碰撞,更利于造粒与微粒涂敷过程的粒子成球并增大其密实度。本文对喷动旋转流化床中气固两相流速度场进行了CFD模拟分析,得出了本喷动旋流造粒实验系统流化造粒室气相速度场轴向、径向、切向三维分速度的分布特征和颗粒在流化床内的运动轨迹及其随时间的速度变化,并由此初步得出了稀薄固相条件下,固相粒子在喷动旋转流化床中的运动规律。本文还通过高速摄像机结合平面反射镜的光学投影系统,实现了在运动固体粒子记录中,瞬时平面数码影像到空间三维坐标的转换,推导出由平面二维象素坐标到空间三维坐标的变换公式,并建立了一整套高速影像记录测量流化床中固相运动的新方法。论文通过对喷动旋转流化床中颗粒相运动的测量和分析,讨论了进口气速,颗粒粒径对喷动旋转流化床中颗粒相运动的影响,并同CFD模拟计算结果进行了对比分析和验证,提出了CFD模拟计算和运动粒子测量中出现的问题和改进的方向。对今后进行流化床造粒和干燥过程具有很好的指导意义。

关键词：喷动旋转流化床气固两相流影像分析流场模拟

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基于DEM方法的旋转流化床纳米颗粒流动特性研究

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化工学报 2023年第6期74卷 2374-2381,F0004页

作者：陈巨辉张谦舒崚峰李丹徐鑫刘晓刚赵晨希曹希峰哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310000

基于DEM方法利用MFIX软件分别模拟了两种不同粒径纳米颗粒在旋转流化床内的流动。模拟结果与以往实验结果进行比较发现结果吻合较好,验证了旋转流化床模型的准确性和可靠性。对纳米颗粒在旋转流化床中的运动过程进行数值模拟,加入范德华... 详细信息

基于DEM方法利用MFIX软件分别模拟了两种不同粒径纳米颗粒在旋转流化床内的流动。模拟结果与以往实验结果进行比较发现结果吻合较好,验证了旋转流化床模型的准确性和可靠性。对纳米颗粒在旋转流化床中的运动过程进行数值模拟,加入范德华力,得到了纳米颗粒分布、纳米颗粒速度矢量分布以及纳米颗粒床层压降在不同离心加速度下随气速的变化。结果表明,少部分纳米颗粒在旋转流化床上部游离,其余颗粒随旋转流化床运动,当纳米颗粒上升到60°旋转角附近时,颗粒出现回落,然后进行反复运动,由于纳米颗粒的运动受到颗粒堆积的影响,最终纳米颗粒在旋转流化床底部往复循环。纳米颗粒在旋转流化床内的压降均随离心加速度和气速的增加而增加,相同条件下TiO2颗粒的床层压降大于Al2O3颗粒的床层压降,而且与TiO2相比Al2O3颗粒先达到稳定状态。

关键词： DEM方法纳米颗粒旋转流化床数值模拟

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典型化工设备中气固两相流动特性的研究

典型化工设备中气固两相流动特性的研究

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作者：王一泽南昌大学

学位级别：硕士

撞击流装置、喷动床与旋转流化床均是化工过程中的典型设备。撞击流中细颗粒物的黏附流与喷动床、旋转流化床气力混合设备中粉体物料的混合在本质上都属于气固两相流动问题。本文对撞击流中干、湿细颗粒物及其在化学团聚作用下的黏附团... 详细信息

撞击流装置、喷动床与旋转流化床均是化工过程中的典型设备。撞击流中细颗粒物的黏附流与喷动床、旋转流化床气力混合设备中粉体物料的混合在本质上都属于气固两相流动问题。本文对撞击流中干、湿细颗粒物及其在化学团聚作用下的黏附团聚过程与运动行为规律进行了研究;基于相似原理与流动相似理论对工业级气力混合设备中粉体混合问题进行了工程缩放，并分别对喷动床与旋转流化床气力混合设备中气固两相的运动行为规律及混合均匀性进行了研究。　　首先，基于CFD-DEM(Computationalfluiddynamics-discreteelementmethod)耦合方法对水平同轴两喷嘴撞击流中气固两相流动特性进行了数值模拟，分析了流体相的速度、压力和湍流强度分布、颗粒反向渗透的最大距离、颗粒数浓度分布、颗粒黏附团聚等行为规律。结果表明：撞击流中流体速度、静压力，湍流强度基本上呈现出关于撞击面的镜像对称分布;细颗粒在撞击流中的撞击面附近做往复的阻尼振荡减幅运动，对于粒径10μm的细颗粒，其在撞击流的反向气流中渗透的最大距离为4.3mm;细颗粒物在撞击面附近的往复运动，增加了细颗粒物在撞击区的停留时间，使得撞击区中细颗粒物数量浓度增大;细颗粒在撞击区富集并黏附团聚形成颗粒团，颗粒团在重力作用下发生沉降。　　其次，对不同化学团聚剂作用下撞击流中湿颗粒的黏附团聚与运动行为规律进行了研究;理论计算了不同化学团聚剂作用下湿颗粒黏附的表面能，分析了表面能对细颗粒间的碰撞次数、碰撞相对速度、颗粒间接触次数等参数的影响规律。结果表明：与干颗粒相比，添加不同含水量或化学团聚剂作用下湿颗粒的表面能增大;随着细颗粒表面能的增大，颗粒间接触黏附作用力增大，颗粒接触碰撞次数快速减小，接触黏附次数增大;细颗粒表面能γmod大于4.2mJ·m-2时，撞击区中接触碰撞的细颗粒可完全实现黏附团聚;细颗粒接触黏附的表面能对颗粒碰撞速度影响较小，细颗粒发生接触碰撞时，其中80%的细颗粒之间的相对速度在0-2m·s-1之间;化学团聚作用可进一步促进撞击流中细颗粒物的黏附团聚，黏附团聚形成的颗粒团在重力作用下发生沉降。　　然后，基于相似原理对工业级喷动床与旋转流化床气力混合设备进行了工程缩放，分别对喷动床与旋转流化床中粉体物料的行动行为规律及混合均匀性进行了研究，分析了两种不同结构的气力混合设备中气流与粉体的速度分布，粉体循环运动时间，粉体混合均匀性指数等参数。结果表明：喷动床中，粉体物料在气流作用下向上运动后在喷泉区扩散;在混合过程中，粉体在喷射区、喷泉区、环隙区做周期性的循环运动，直至粉体混合均匀;喷动床中粉体的混合主要发生在喷泉区;混合时间为19.5s时，喷动床中粉体混合均匀性指数达到0.95。旋转流化床中，粉体在气流作用下从床层底部旋转上升至床层表面，在旋转流化区剧烈混合，之后在重力作用下运动至床层底部，粉体做周期性的循环运动，直至混合均匀;旋转流化床中粉体的混合主要发生在鼓泡流化区;混合时间为6.25s时，旋转流化床气力混合设备中粉体混合均匀性指数达到0.95。　　此后，进一步研究了旋转流化床混合设备的结构参数与操作参数对粉体运动与混合规律的影响。分析了旋转流化床中进气速度、进气管数量、进气管倾斜角度与两种物料密度比等参数对粉体混合均匀性指数与混合速率的影响规律。结果表明：进气速度从17.5m·s-1增大到25m·s-1，粉体混合速率增大，达到混合均匀(Lacey指数为0.95)所需要的的时间由8s减小至6.21s;进气管倾斜角度从30°增大到58°时，混合速率先增大后减小，混合均匀时间先减小后增大，适宜的进气管倾斜角度为46°。　　最后，基于上述相关研究结果，对喷动床与旋转流化床混合过程中混合均匀性指数、颗粒循环运动周期、轴向与径向混合速率进行了对比分析。结果表明：气力混合设备的结构与进气方式由喷动床改为旋转流化床后，粉体混合均匀(Lacey指数为0.95)的时间由19.5s减小至6.25s;喷动床中粉体循环运动周期约为9.4s，旋转流化床中粉体循环运动周期约为2s;旋转流化床轴向混合速率与径向混合速率分别是喷动床的2.15与1.87倍。

关键词：撞击流黏附团聚喷动床旋转流化床气固两相流

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包衣设备的研究进展

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机电信息 2009年第17期 26-31页

作者：陈箐清吕慧侠周建平中国药科大学江苏南京210009

近些年来,对于新颖的高效包衣设备的研究已成为制剂学领域中的一大热点,现对包衣设备的最新研究进展做一综述。

关键词：包衣技术一步干法包衣压片机静电包衣流化床旋转流化床

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