流化床聚合反應器兩相流動和顆粒尺度演變研究

《流化床聚合反應器兩相流動和顆粒尺度演變研究》是依託西安交通大學，由蘇軍偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：流化床聚合反應器兩相流動和顆粒尺度演變研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：蘇軍偉
• 依託單位：西安交通大學

中文摘要

流化床聚合反應器內顆粒群介尺度結構的準確捕捉，兩相流動、顆粒尺度分布及顆粒相微觀行為三者的相互影響規律，顆粒尺度分布對操作條件和設備幾何特徵量的依賴關係等關鍵科學問題尚未闡明。針對這些問題，本項目通過對顆粒團拉格朗日算法、群體平衡模型的求解算法以及模型耦合流程進行深入研究，擬開發歐拉-顆粒團拉格朗日算法-群體平衡模型的局部定點矩積分方法一體化耦合預測模型。該模型將兼顧拉格朗日算法在顆粒流動介尺度行為捕捉上的優越性和局部定點矩積分方法在矩和分布高精度跟蹤的優點，可實現反應器內兩相流體動力學、顆粒尺度分布和顆粒相微觀行為的協同預測以及三者相互影響規律的獲取，有助於闡明顆粒尺度分布對操作條件和設備幾何特徵參數的依賴關係，為多分散系統兩相動力學模擬和顆粒尺度分布預測開拓新思路。該模型為流化床聚合反應器的設計、最佳化、研製以及現有操作條件的改善提供理論依據。因此，具有重要的學術價值和重大套用前景。

結題摘要

流化床聚合反應器是典型的多相多分散顆粒系統，系統中兩相流體流動、顆粒尺度分布以及顆粒相微觀行為三者相互影響且耦合在一起，探究它們之間的相互影響關係，對流化床聚合反應器的最佳化設計具有重要意義。本項目圍繞聚合反應器內流體動力學行為、顆粒尺度演變以及顆粒相微觀行為展開，發展了顆粒團離散單元法，適用於多相格線質點法的能量耗散模型，多分散系統的兩層格線算法，適應於大規模計算的曳力係數插值方法，實現顆粒分布和分布矩雙跟蹤的局部定點矩積分方法，多分散系統的兩層格線算法，最終在歐拉架構下跟蹤流體的運動，在拉格朗日架構下跟蹤顆粒的運動，並通過兩相數據映射實現了兩者的耦合，開發出了適合於多相多分散系統的中兩相流動、顆粒尺度分布以及顆粒相微觀行為的一體化預測模型，為多分散系統的研究開拓了新思路，該模型為流化床聚合反應器的設計、最佳化、研製以及現有操作條件的改善提供理論依據。因此，具有重要的學術價值和重大套用前景。