论文部分内容阅读
气固流化床用于多晶硅合成已成为目前研究的热点。在多晶硅生成过程中,开始加入流化床的硅颗粒粒径很小,随着反应的进行,硅颗粒的粒径逐渐增大,流化过程也逐渐发生改变。因而,颗粒增大到什么程度才从反应器中取出就有待商榷。本文研究窄筛分大粒径颗粒的流态化过程就是为了解决这类问题,并且,本文为了避免反应过程中的壁面沉积而加入了内构件。实验证明,内构件的加入对颗粒流态化产生较为明显的强化效果。本文主要从数值模拟和实验研究这两方面来研究窄筛分大粒径颗粒的流动规律,以便找出大粒径颗粒与小粒径颗粒的流动差别,进而强化大粒径颗粒的流化过程。(1)实验部分:实验物料是玻璃微珠,选取1~6粒径段窄筛分大粒径颗粒玻璃微珠和一组宽筛分玻璃微珠作为样品,研究了窄筛分大粒径颗粒流化过程中的气泡运动规律、轴向固含量的分布规律、局部固含率分布规律、床层气含率的变化等。实验结果证明:沿整个流化床高度方向,颗粒轴向固含量为“下浓上稀”的分布规律;气泡的聚合和破碎的频率,气泡的尺寸;颗粒固含率随轴向高度的增加而降低,密相区径向固含率曲线会变成中心低、两边高的变化趋势,在床层稀相区,中心区域的固含率最大,边壁处最小,并且随着进气气速的增大更加明显;内构件对颗粒流态化产生较为明显的强化效果。(2)模拟部分:本文利用计算流体力学的CFD工具软件,运用Eulerian气固多相流模型及SIMPLE算法来对以窄筛分小粒径颗粒和大粒径颗粒为床料的流化床来进行模拟研究。通过以下几个方面:颗粒瞬时体积分数的分布规律、固体颗粒瞬时流场分布、颗粒时均体积分数沿床高的变化、颗粒径向和轴向的时均速度分布规律、流化气速对床内颗粒体积分数的影响规律、颗粒粒径对床内颗粒体积分数的影响规律、床层压降的变化规律等来对比研究颗粒的流动规律。对比实验情况来分析窄筛分大粒径颗粒的流化状态。