高速气体射流穿透半圆形流化床的实验与仿真
流体动力学
2023-05-15 v1
摘要
本工作是半圆形气固流化床侧射流系列实验的第三篇。本工作中颗粒为 1 mm 陶瓷珠。床层运行于最小流化速度处及其略上、略下，额外流化由位于床体近平坦前壁两侧的两股高速气体提供。两项主要测量为：床体前部高速视频记录，以及床后取压口测得的床压降。利用 PIV 从高速视频确定颗粒运动，以平均 Froude 数表征。使用近期发布的 MFIX-Exa 代码给出床层的 CFD-DEM 模型。考虑四种模型子变体：两种射流表征方法与两种曳力模型，均标定以精确匹配实验测得的最小流化速度。尽管如先前工作用 Froude 数等值线直接确定射流穿透深度更为困难，CFD-DEM 结果与 PIV 测量相当吻合。遗憾的是，固相的良好一致被气相数据的显著分歧所掩盖。具体地，预测的时间平均压降标准差比测量值大一个数量级以上。由于测量值很低，仅均床压降的 1%，数据似乎可能有误。另一方面，模型可能未准确捕捉床后欠流化区的压力衰减。在无额外实验验证数据可靠性的情况下，本工作仅如实报道，无法指明仿真或实验哪方更正确。
引用
@article{arxiv.2305.07122,
title = {Experiment and simulation of high-speed gas jet penetration into a semicircular fluidized bed},
author = {William D. Fullmer and Jonathan E. Higham and Roberto Porcu and Jordan Musser and C. Wyatt Q. LaMarche and Ray Cocco and Christine M. Hrenya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.07122},
year = {2023}
}