柱状颗粒沉降过程的CFD-DEM联合仿真和实验研究
wf（2022）
摘要
针对柱状催化剂颗粒相对于球形颗粒的不同运动特性,选择不同长度直径为2 mm的5种柱状颗粒,采用CFD-DEM数值模拟仿真,研究柱状颗粒在管状容器中沉降的运动行为,并建立柱状颗粒沉降试验台,采用高速摄像拍摄的方法进行实验研究.结果表明,在不同位置释放相同直径和长度的柱状颗粒时,靠近壁面释放的颗粒会在沉降过程中向中心漂移,且比中心释放的颗粒沉降更慢,时间更长;改变柱状颗粒与水平面的夹角,在圆管中心释放颗粒,最终颗粒都会旋转至水平状态,与水平面夹角越大,底部所受阻力越大,转动持续时间随之增加;推导柱状颗粒沉降斯托克斯方程,并通过实验数据对方程中的阻力系数进行修正,将修正后的阻力系数导入用户自定义函数(UDF)计算颗粒沉降末速度,相对误差从原来使用球形颗粒阻力系数的50％下降到17％以内,模拟较为可靠.
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