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昆明理工大学学报(自然科学版)2025年第05期:基于数值计算预测钛渣分阶段氯化速度和气固两相流特征

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作者:朱奎松;蒲韵竹;曹丽;邹军;王军;赵英涛;孙常清;

单位:攀枝花学院钒钛学院;钒钛关键战略材料四川省重点实验室;

摘要:为了探究钛渣无筛板沸腾氯化的气固两相流特征,建立钛渣分阶段流态化表观操作气速预测模型.本研究提出一种基于欧拉双流体模型和Gidaspow曳力模型为基础的钛渣沸腾氯化气固两相流数值计算的数学模型,并在不同初始流化速度的倍数(λ=5~79.10)下,开展了沸腾氯化的气固两相流数值计算.数值计算得到了钛渣在不同表观操作气速下的气固两相流特征,明确了分阶段流态化的表观操作气速范围;在鼓泡流态化阶段(2.66~4.43 m/s)时,气泡直径随床层高度线性增大,上升速度加快而横向偏移速度减小且钛渣因高密度难被充分流化,床层中部颗粒体积分数高于两侧;在沸腾氯化(6.20~12 m/s)过程中床层中的颗粒运动轨迹会形成“核-环”双区结构,颗粒呈“中心上升、周边下降”运动.该研究揭示了鼓泡流态化阶段气泡尺寸分布和运动规律,提供了沸腾氯化阶段颗粒运动规律特征,为钛渣沸腾氯化工业反应器内的气固两相流研究、优化沸腾氯化反应器设计及工艺参数调控提供了理论支撑.

关键词:钛渣;;分阶段流态化;;Grace初始流化速度;;鼓泡阶段;;沸腾氯化

基金资助:四川省自然科学基金面上项目(2025ZNSFSC0378)