气固两相流变压吸附制氧的CFD模拟
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 引言 | 第10-11页 |
| 1 文献综述 | 第11-32页 |
| ·变压吸附制氧概述 | 第11-14页 |
| ·吸附分离的概念 | 第11页 |
| ·变压吸附制氧的原理 | 第11-12页 |
| ·变压吸附制氧的工艺 | 第12-14页 |
| ·变压吸附制氧应用 | 第14页 |
| ·多孔介质简介 | 第14-16页 |
| ·多孔介质定义 | 第14-15页 |
| ·多孔介质表征参数 | 第15-16页 |
| ·计算流体力学简介 | 第16-19页 |
| ·FLUENT概述 | 第17-19页 |
| ·国内外发展现状 | 第19-31页 |
| ·PSA吸附分离模型的发展 | 第19-24页 |
| ·CFD与多孔介质固定床的结合 | 第24-29页 |
| ·填充床两相传热的研究进展 | 第29-31页 |
| ·论文研究的目的和内容 | 第31-32页 |
| 2 两相流多孔介质模型与吸附分离模型的耦合 | 第32-43页 |
| ·流体动力学控制方程 | 第32-34页 |
| ·总质量守恒方程 | 第32页 |
| ·组分质量守恒 | 第32-33页 |
| ·动量守恒方程 | 第33-34页 |
| ·能量守恒方程 | 第34页 |
| ·粘性模型 | 第34-35页 |
| ·PSA吸附分离模型 | 第35-36页 |
| ·传质速率模型和两相平衡模型的处理 | 第36-38页 |
| ·氧气和氮气的传质速率求解 | 第36-37页 |
| ·组分平衡浓度求解 | 第37-38页 |
| ·能量守恒方程的处理 | 第38-40页 |
| ·气相能量守恒方程的处理 | 第38页 |
| ·固相能量守恒方程的处理 | 第38-40页 |
| ·吸附源项UDF设计 | 第40-42页 |
| ·本章小结 | 第42-43页 |
| 3 两相流PSA模型建立与验证 | 第43-52页 |
| ·几何模型 | 第43-44页 |
| ·数学模型 | 第44页 |
| ·网格划分 | 第44-45页 |
| ·初始条件和模型参数 | 第45-46页 |
| ·边界条件 | 第46页 |
| ·计算方法及离散方案 | 第46-47页 |
| ·FLUENT设置 | 第47-48页 |
| ·模型有效性验证 | 第48-51页 |
| ·吸附等温线模拟与实验的对比 | 第48-49页 |
| ·网格独立性测试 | 第49页 |
| ·粘性模型使用对比 | 第49-50页 |
| ·模拟出口氧气浓度与实验对比 | 第50-51页 |
| ·本章小结 | 第51-52页 |
| 4 模拟结果及分析 | 第52-73页 |
| ·首次循环模拟结果分析 | 第52-57页 |
| ·四步结束两床氧气摩尔分数分布 | 第52-54页 |
| ·四步结束组分在两相中的浓度轴向分布曲线 | 第54-56页 |
| ·四步结束两相温度轴向分布曲线 | 第56-57页 |
| ·非稳态循环期间模拟结果分析 | 第57-60页 |
| ·各循环氧气出口氧气浓度变化 | 第57-58页 |
| ·各循环氧气回收率变化 | 第58-60页 |
| ·循环稳定后模拟结果分析 | 第60-72页 |
| ·四步结束两床氧气的浓度分布 | 第60-62页 |
| ·四步结束组分在两相中的浓度轴向分布曲线 | 第62-64页 |
| ·四步结束单点压力及固相组分吸附量变化曲线 | 第64-65页 |
| ·四步结束两相温度轴向分布曲线 | 第65-66页 |
| ·两相温度变化原因分析 | 第66-68页 |
| ·四步结束两相区气体速度轴向分布曲线 | 第68-70页 |
| ·四步结束气相压力轴向分布曲线 | 第70-72页 |
| ·本章小结 | 第72-73页 |
| 5 颗粒直径和反吹率对PSA制氧的影响 | 第73-82页 |
| ·颗粒直径的影响 | 第73-78页 |
| ·颗粒直径对氧气摩尔分数分布影响 | 第73-74页 |
| ·颗粒直径对氧气回收率影响 | 第74-75页 |
| ·颗粒直径对流速的影响 | 第75-76页 |
| ·颗粒直径对压力和压降的影响 | 第76-78页 |
| ·反吹率的影响 | 第78-81页 |
| ·反吹率对氧气摩尔分数分布影响 | 第78-80页 |
| ·反吹率对氧气回收率影响 | 第80-81页 |
| ·本章小结 | 第81-82页 |
| 结论 | 第82-84页 |
| 参考文献 | 第84-91页 |
| 附录A UDF程序 | 第91-97页 |
| 附录B 符号说明 | 第97-98页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第98-99页 |
| 致谢 | 第99-100页 |