过程工程学报 ›› 2024, Vol. 24 ›› Issue (6): 692-704.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.223294
莫畏难, 苏有勇*, 朱冬冬
Weinan MO, Youyong SU*, Dongdong ZHU
摘要: 管式固定床常用于高温催化裂解工艺,探究低管径比固定床结构特性和高温下流动传热规律,可以为优化固定床高温催化裂解工艺提供参考。针对粒子解析法中离散元DEM方法对颗粒描述不准确和网格划分困难的问题,采用基于刚体动力学的blender生成床层堆积模型,并提出了新的接触点处理方法。该方法不改变颗粒和床层形状参数,适用于各种形状颗粒,减小了模型接触处理难度。生成了三种反应管内径与柱状颗粒的等比表面积球当量直径之比(管径比D/dp)的圆柱状颗粒床层和一种球状颗粒床层,探究了管径比和颗粒形状对床层结构和流动传热特性的影响。结果表明,床层总体空隙率随着管径比增大而减小,颗粒堆积呈圈层分布,径向空隙率和轴向平均速度的径向分布曲线高度一致,压降与Eisfeld修正式基本吻合。此外,床层流场分布与床层结构高度相关,流道空隙的大小会直接影响沟流现象的产生,进一步影响其温度场分布和传热。球状颗粒床层有更均匀的温度场分布,但传热弱于圆柱状颗粒床层。