[发明专利]一种基于CFD的循环流化床回料管结构优化设计方法

权利要求书

1.一种基于CFD的循环流化床回料管结构优化设计方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)采用GAMBIT软件包建立多种不同结构的三维提升管模型，并进行网格划分，将生成的网格文件导入CFD软件；其中不同结构包括回料管管径、安装高度和安装角度；

(2)在CFD软件中设置模拟所需的模型参数和变量参数；其中所述模型参数包括多相流模型和湍流模型，变量参数包括操作条件和离散压力、动量、湍动能及湍动能耗散率；

(3)运行CFD计算并获取提升管内各流动参数值和各流场分布特征；

(4)基于只改变回料管管径的模拟方案，提取并计算提升管内轴向空隙率、轴向压力梯度和不同高度轴向颗粒速度的径向分布，分析并确定回料管管径优化范围；结果表明，回料管管径的优化范围为d/D＝0.40-1.00，d为回料管直径，D为提升管直径；

(5)基于步骤(4)中最佳的回料管管径，比较不同回料管安装高度下的模拟结果，重复步骤(1)～(4)，确定回料管最佳安装高度；结果表明，回料管高度的优化范围为h/D＝0.50-2.00，h为回料管中心线距分布板的高度；

(6)基于步骤(4)(5)中最佳的回料管管径和安装高度，比较不同回料管安装角度下的模拟结果，重复步骤(1)～(4)，确定回料管最佳安装角度；结果表明，回料管角度的优化范围为θ＝0-60°，θ为安装角度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述三维提升管模型由提升管、回料管和出口管组成。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(1)中所述网格划采用四面体和六面体网格，输出的网格文件为*.msh文件。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中所述多相流模型和湍流模型分别为双欧拉模型和标准k-ε模型。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中所述操作条件包括入口气速、出口压力和循环入口颗粒流率。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中所述变量参数离散方法为二阶迎风格式。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)中所述流动参数值包括提升管轴向空隙率分布、压力梯度和轴向颗粒速度的径向分布。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述回料管优化结构范围为d/D＝0.40-1.00，h/D＝0.50-2.00，θ＝0-60°。