循环流化床能量最小多尺度环核模型

循环流化床局部动力学的主要特征是稀、密两相共存。能量最小多尺度（EMMS）模型对聚式不均匀系统进行尺度分解（微尺度、宏尺度和宇尺度），通过各尺度的质量与动量守恒及系统稳定性条件的分析，揭示了不均匀流动的机理。本论文是对EMMS模型进行拓展，使其更具实用性，以指导工业应用，主要解决了如下三个方面的问题：EMMS局部动力学模型的解析解EMMS模型复杂的数学表达式和求解方法限制了它的应用。本论文从EMMS模型的质量与动量守恒方程，通过推导气固滑移速度的表达式，得到了EMMS局部动力学模型的解析解。令EMMS径向动力学模型的简化解EMMS径向动力学模型是一复杂的双层优化问题，目前只能根据已知的空隙率和流体速度的径向分布，求解出颗粒速度的径向分布。本文根据EMMS模型的基本方程，推导．出滑移速度的解析计算式，然后利用，滑移速度的计算式，通过EMMS径向动力学模型确定出流体及颗粒速度的径向分布，从而实现了对EMMS径向动力学模型的简化求解。EMMS轴向环／核模型当噎噬现象发生时，颗粒浓度沿轴向呈现上稀下浓的典型不均匀分布，这种分布可用环核两区的质量传递微分方程形式表达。该微分方程中存在着环／核两区内颗粒平均浓度、颗粒平均速度和质量传递速率等未知参数，所以不可能对其求解。而利用EMMS径向和局部动力学模型能够确定出环／核模型中的未知参数，进而通过微分方程的求解得到轴向空隙率的分布。最后利用EMMS环核模型，通过对某一石油化工公司的催化裂化反应装置中的提升管进行模拟，为其改造扩建提供了设计与操作依据。模拟的主要内容包括颗粒密度的径向和轴向分布、提升管的压降分布、以及颗粒的返混情况，并提供相应的软件包。</p

气固循环流化床能量最小多尺度环核(EMMS/CA)模型

通过对核区和环区分别建立相应的流体速度表达式改进了能量最小多尺度 (EMMS)径向流动模型 ,使模拟计算结果更趋合理 .将EMMS模型和环核 (CA)模型结合起来 ,建立了能量最小多尺度环核 (EMMS/CA)模型 ,通过EMMS模型的解可以使求解困难的CA模型得到封闭解 .运用该模型可以计算气固循环流化床中空隙率、流体速度、颗粒速度、滑移速度等动力学参数的二维分布 .模型计算值与文献报道的实验值符合较

气固循环流化床能量最小多尺度环核（EMMS／CA）模型

通过对核区和环区分别建立相应的流体速度表达式改进了能量最小多尺度（EMMS）径向流动模型，使模拟计算结果更趋合理。将EMMS模型和环核（CA）模型结合起来，建立了能量最小多尺度环核（EMMS/CA）模型，通过EMMS模型的解可以使求解困难的CA模型得到封闭解。运用该模型可以计算气固循环流化床中空隙率、流体速度、颗粒速度、滑移速度等动力学参数的二维分布。模型计算值与文献报道的实验值符合较好

气固循环流化床能量最小多尺度环核(EMMS/CA)模型

通过对核区和环区分别建立相应的流体速度表达式改进了能量最小多尺度（EMMS）径向流动模型，使模拟计算结果更趋合理。将EMMS模型和环核（CA）模型结合起来，建立了能量最小多尺度环核（EMMS/CA）模型，通过EMMS模型的解可以使求解困难的CA模型得到封闭解。运用该模型可以计算气固循环流化床中空隙率、流体速度、颗粒速度、滑移速度等动力学参数的二维分布。模型计算值与文献报道的实验值符合较好

气固循环流化床能量最小多尺度环核（EMMS／CA）模型

通过对核区和环区分别建立相应的流体速度表达式改进了能量最小多尺度（EMMS）径向流动模型，使模拟计算结果更趋合理。将EMMS模型和环核（CA）模型结合起来，建立了能量最小多尺度环核（EMMS/CA）模型，通过EMMS模型的解可以使求解困难的CA模型得到封闭解。运用该模型可以计算气固循环流化床中空隙率、流体速度、颗粒速度、滑移速度等动力学参数的二维分布。模型计算值与文献报道的实验值符合较好

气固垂直并流向上两相流流体动力学模型

运用能量最小多尺度（EMMS）模型，推导出滑移速度及颗粒速度的径向分布，并进一步计算了径向空隙率、流体速度、团聚物直径、流体对颗粒的悬浮输送能量和颗粒的质量流率等相关的动力学参数。模型计算结果反映了气固垂直两相流的径向不均匀性（稀、密两相共存）及环/核结构的存在。计算值与实验结果相吻合。滑移速度的计算结果表明在核心区内也存在着团聚物，并不是呈现单一粒运动形态，这与实验现象一致。该模型不仅克服了原有EMMS模型求解困难的问题，而且其计算不依赖于核心区半径等任何待定参数，只需物性参数、床层截面平均空隙率和操作参数即可，方便了实际应用

气固垂直并流向上两相流流体动力学模型

运用能量最小多尺度 (EMMS)模型 ,推导出滑移速度及颗粒速度的径向分布 ,并进一步计算了径向空隙率、流体速度、团聚物直径、流体对颗粒的悬浮输送能量和颗粒的质量流率等相关的动力学参数 .模型计算结果反映了气固垂直两相流的径向不均匀性 (稀、密两相共存 )及环 /核结构的存在 .计算值与实验结果相吻合 .滑移速度的计算结果表明在核心区内也存在着团聚物 ,并不是呈现单一颗粒运动形态 ,这与实验现象一致 .该模型不仅克服了原有EMMS模型求解困难的问题 ,而且其计算不依赖于核心区半径等任何待定参数 ,只需物性参数、床层截面平均空隙率和操作参数即可 ,方便了实际应用

基于多尺度模型的MIP提升管反应历程数值模拟

MIP（maximizing iso—paraffins process）工艺采用两个反应器串联技术，可有效改善汽油质量。MIP反应器的冷态模拟虽能揭示反应器内的流动行为及几何结构的影响，但无法考虑反应引发的变化。为更准确地揭示该反应器中的油气及颗粒运动行为，尝试了三维瞬态反应模拟。模拟采用双流体模型结合十二集总反应动力学模型，并在相间动量传递模型和传热模型中考虑了多尺度结构的影响，然后与基于均匀分布的传统模型作对比。结果表明，相比于传统模型，多尺度模型能较准确预测二反段内的流动结构、颗粒浓度以及温度分布。在预测产率方面，两种模型所得结果类似，都对油浆和柴油的预测较好，对液化气和干气的预测偏差较大。这说明，仅在动量传递及传热模型中考虑多尺度结构的影响是不够的

基于多尺度模型的MIP提升管反应历程数值模拟

MIP（maximizing iso—paraffins process）工艺采用两个反应器串联技术，可有效改善汽油质量。MIP反应器的冷态模拟虽能揭示反应器内的流动行为及几何结构的影响，但无法考虑反应引发的变化。为更准确地揭示该反应器中的油气及颗粒运动行为，尝试了三维瞬态反应模拟。模拟采用双流体模型结合十二集总反应动力学模型，并在相间动量传递模型和传热模型中考虑了多尺度结构的影响，然后与基于均匀分布的传统模型作对比。结果表明，相比于传统模型，多尺度模型能较准确预测二反段内的流动结构、颗粒浓度以及温度分布。在预测产率方面，两种模型所得结果类似，都对油浆和柴油的预测较好，对液化气和干气的预测偏差较大。这说明，仅在动量传递及传热模型中考虑多尺度结构的影响是不够的

基于多尺度模型的MIP提升管反应历程数值模拟

MIP（maximizing iso—paraffins process）工艺采用两个反应器串联技术，可有效改善汽油质量。MIP反应器的冷态模拟虽能揭示反应器内的流动行为及几何结构的影响，但无法考虑反应引发的变化。为更准确地揭示该反应器中的油气及颗粒运动行为，尝试了三维瞬态反应模拟。模拟采用双流体模型结合十二集总反应动力学模型，并在相间动量传递模型和传热模型中考虑了多尺度结构的影响，然后与基于均匀分布的传统模型作对比。结果表明，相比于传统模型，多尺度模型能较准确预测二反段内的流动结构、颗粒浓度以及温度分布。在预测产率方面，两种模型所得结果类似，都对油浆和柴油的预测较好，对液化气和干气的预测偏差较大。这说明，仅在动量传递及传热模型中考虑多尺度结构的影响是不够的