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MP-PIC simulation of circulating fluidized beds using an EMMS based drag model for Geldart B particles

Particuology 2021年第6期19卷 76-90页

作者： Timo dymala Tom Wytrwat Stefan Heinrich Hamburg University of Technology Institute of Solids Process Engineering and Particle TechnologyDenickestr.1521073 HamburgGermany

In this study the multiphase particle-in-cell(MP-PIC)method is used for the simulation of two pilot-scale circulating fluidized beds(CFBs)with quartz sand belonging to Geldart’s group B as bed *** simulations were performed using a homogeneous drag model as well as a structure dependent drag model based on the energy minimization multi-scale method(EMMS).The results are compared with experimental data from literature as well as *** simulations with the EMMS based drag model show a good agreement of the time-averaged axial solids concentration,circulation rate and riser pressure ***,a lower grid sensitivity is observed compared to the homogeneous drag *** contrast to the conventional drag model a dense bottom zone is predicted by the EMMS based drag *** overprediction of the solid concentration in the dense bottom zone is presumably due to an overprediction of the cluster diameter that is calculated using an empirical cluster diameter *** shows the necessity for a new meso-scale cluster correlation for the simulation of Geldart B ***,the results of the time-averaged radial solids concentration differ from the expectations of a core-annulus flow indicating that a mesh refinement at the walls is ***,the importance of using a realistic particle size distribution is identified.

关键词： 3d-cfd simulation Circulating fluidized bed(CFB) Multiphase particle-in-cell method(MP-PIC) Energy minimizing multi-scale theory(EMMS) Validation study

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