一个基于双流体理论预测三维流化床内流动特性的数学模型(Ⅱ)液固体系流体动力学特性

将考虑拟平衡状态下颗粒与流体相互作用的附加力添加在基于双流体理论的动量方程中的数学模型，用于预报三维液固流化床内流体动力学特性。该模型主要特点是将表征颗粒离散属性的特征长度视为颗粒直径的同一数量级且只需曳力系数一个关联式来封闭控制方程。在商业软件CFX4.4平台上，通过增加用户自定义子程序考察了液体速度突变后水-颗粒（密度3000kg·m-3，粒径为2.5×10-3m）体系在长0.1m、宽0.1m和高0.5m流化床内时空分布特性。三维、X和Y方向中间截面上固含率的模拟结果表明：当液体入口速度增大时，床层表面和分隔界面均随时间呈上升趋势，且分隔界面呈现波浪状;当液体入口速度减小时，下降的床层表面和上升的分隔界面与时间呈较好的线性关系。对床层膨胀和收缩过程的动态响应时间进行了定量化模拟，其结果与Didwanla和Homsy的二维实验研究以及Gibilaro的一维理论分析相吻合。