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基于三维粒子内模型的胶球CFD-DEM模拟生物质热解( Simulations of Biomass Pyrolysis using Glued-Sphere CFD-DEM with 3-D Intra-particle Models )
L Lu X Gao M Shahnam WA Rogers
生物质颗粒的形状影响颗粒内传热、颗粒间碰撞、相间动量、传热和热解产率。在本研究中，利用粘球计算流体动力离散元方法（CFD-DEM）和三维颗粒内模型来捕捉这些多尺度现象的影响。胶合球可以解决颗粒的形状、颗粒内温度和物种分布等问题。利用球形颗粒和圆柱颗粒的热解数据验证了该方法的有效性。然后考察了生物质的形状和尺寸对热解的影响。结果表明，表面积和质量分布对界面传热和化学反应有显着影响。当Biot数小于0.41时，颗粒内传热可以忽略。最后，模拟了不规则形状生物质颗粒在固定床、流化床和喷动床中的热解过程。对转化率分布的分析表明，固定床的偏差最大，而喷动床的转化率最慢。在流化床中实现了均匀和快速转化之间的良好平衡。本研究提出的多尺度方法为不同类型反应器中大型不规则形状生物质颗粒热解的评价提供了一种工具。
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