基于CFD-DEM的颗粒填充床压力下降仿真和实验验证

目的 通过建立计算流体力学与离散单元法耦合(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)仿真模型,研究不同填充长度以及流量下的填充床压降.方法 利用CFD与DEM耦合的方法建立三维变截面圆管内球形颗粒填充床的流动模型,计算4组不同填充长度颗粒数目(最多约24 000个),以及不同流量情况下的压降,并与传统经验公式以及实验结果作对比.结果 CFD-DEM方法对于求解非均匀直管填充床压降相对传统方法误差更小,CFD-DEM方法得到的压降误差在11％以内,仿真时间小于30 min,颗粒规模和效率较以往研究有提升.结论 CFD-DEM方法能够节约实验成本,减少实验次数便于颗粒填充床的优化设计.