基于 OpenFOAM 的 20 L 容器内湍流粉尘弥散 CFD 模拟
流体动力学
2022-01-12 v1 数值分析
数值分析
摘要
粉尘爆炸是影响处理颗粒固体工业设施的最危险事故之一。描述粉尘云的严重度参数对粉尘爆炸的安全管理和风险评估至关重要。这些参数是按照 ASTM E1226 或 UNE 14034 标准在 20 L 球形容器中通过实验确定的。由于它们的可重复性依赖于与粉尘云相关的湍流水平，采用多相（气-固）流的计算模型，利用开源 CFD 代码 OpenFOAM 模拟弥散过程。该模型根据文献中的实验测量数据和某商业 CFD 代码的数值结果成功验证。此外，本研究考虑了颗粒尺寸对载相湍流的影响，表明颗粒会衰减其湍流强度。而且，该模型较好地预测了双涡流动结构的形成，这对 d≤100 μm 的含颗粒流的分布有负面影响，因为大多数颗粒聚集在近壁区。相反，对于喂入较大颗粒（d=200 μm）的情况，观察到粉尘云均匀性改善，因为这些颗粒增大的惯性使其能进入再循环区域。
引用
@article{arxiv.2201.03932,
title = {CFD simulations of turbulent dust dispersion in the 20 L vessel using OpenFOAM},
author = {Alain Islas and Andrés Rodróguez Fernández and Covadonga Betegón and Emilio Martínez-Pañeda and Adrián Pandal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.03932},
year = {2022}
}