动力工程论文_基于LBM-DEM喷动床内换热特性介

文章摘要:为探究喷动床内稠密气固两相体系间的相互作用机理，基于格子Boltzmann方法（LBM）经典D2Q9双分布模型与离散单元法（DEM）软球弹性模型的结合，从介观角度建立了LBM-DEM耦合流动及换热模型。采用Fortran语言自主编程，针对不同射流入射速度下的微型喷动床进行了数值模拟，并深入分析了床内稠密气、固两相及两相间的换热特性。同时，将模拟结果与实验及相关文献进行了比对，有效验证了模型准确性。研究结果表明：床内颗粒对于气相温度场的演变具有较强的影响作用，气体入射速度越大，气相温度场变化速度越快，其温度梯度分布渐呈明显s状。颗粒在床体不同区域内的温升速率差异较大，而其在中间射流区停留时间的长短是决定粒间温度差异的主因；射流速度与床内整体换热强度成正比，且其影响作用存在一定量变过程；微型喷动床内的三种换热方式以对流换热为主，100 ℃温差下，其占比达99%以上。射流入射速度与床内对流、辐射换热过程正相关，而与导热过程成负相关；0.5～0.9 m/s速度范围内，射流速度对床内三种换热方式的占比影响仅在1‰左右，因此在低精度要求下此影响作用可忽略不计。以上分析结果表明：介观LBM-DEM耦合模型可以作为分析稠密流-固两相系统流动及换热内在机理的有效手段。

文章关键词:

论文作者:张庆来 李斌 王雨萌 范林达 陈宇翔 

论文DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2021.1078

论文分类号:TK124

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