基于EMMS曳力模型的循环流化床炉内双组份颗粒流动及燃烧数值模拟OA

为解决传统单一粒径颗粒流化模型在反映循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉实际运行状况上的不足,本文提出了一种适应宽筛分床料颗粒特性的数学模型,旨在提高CFB锅炉设计和运行优化的准确性。选取1台50 kW的CFB实验装置为研究对象,构建了基于能量最小多尺度(energy minimum multi-scale,EMMS)曳力模型的欧拉-欧拉双组份颗粒流动和燃烧的计算流体动力学模型,并对CFB炉内的流动及燃烧过程进行了三维数值模拟。模拟结果表明:双组份颗粒模型在温度分布和组分分布等关键参数的预测上与实验值的误差小于10%,显示出比传统单组份模型更高的吻合度。在双组份颗粒工况下,流动呈现典型的“环-核”模式,粗颗粒在提升管底部明显沉积,在距离一次风口约0.2 m处达到堆积峰值。在密相区,双组份模型预测的温度略高于单组份模型;且SO_(2)和NO浓度显著受到二次风的影响。此模型能够更准确地反映CFB炉内部的燃烧与流动过程,为CFB锅炉的流态优化研究和工程应用提供了重要的参考依据。