液固流态化具有床层结构稳定、流化质量好、传质传热效率高等优点,因其设备结构简单、造价低廉,同时可以实现连续化生产,便于实现自动化管理和控制,广泛应用于工业的诸多领域。本文将倒置流化床与射流流化床工艺相结合,亦在改善倒置流化床油田污水处理过程中流固混合特性,提高除油效率。然而目前对其理论研究工作甚少,加之床内流动过程的复杂性和不确定性,因此选择数值模拟方法对其机理展开研究。本文采用Euler-Lagrange模型研究射流液固流化床多组分颗粒流动特性,在Lagrange坐标下求解离散颗粒运动,在Euler坐标下求解液相运动。本文选用计算流体力学与DEM相耦合的方法,采用软球模型,充分考虑颗粒形变引起的动能变化,液体对颗粒的曳力采用Gidaspow曳力模型计算,k-?模型模拟液相湍流,首先对倒置液固射流流化床内单组分颗粒流动过程展开模拟,并将计算结果与Renganathan等人的实验结果进行对比,验证模型可靠性。研究结果表明:颗粒在床内运动过程分为三个阶段,曳力携带作用向下运动、表观浮力作用向上运动和一定范围内上下浮动,最终达到动态平衡。颗粒在床内呈“凸形”分布,边壁颗粒富集;提高射流速度、增大流体粘度、增大颗粒弹性恢复系数等均可改善颗粒流化质量。同时引入颗粒温度和颗粒旋转温度的概念衡量颗粒速度和角速度脉动特性。通过双组分颗粒在床内流动特性的模拟研究,结果表明:对于不同粒径的双组分颗粒在床内运动特性与单组分颗粒相似,边壁处主要为大颗粒聚集区,小颗粒均匀的分散在床体中间。颗粒浓度沿轴向高度分布基本相同,先增加后减小。随液体粘度升高,颗粒富集位置高度逐渐降低;适当增加流速可以改善颗粒流化程度,若大于颗粒终端速度,则会加剧颗粒聚团。对于不同密度的双组分颗粒,增大粗颗粒密度和减小两种颗粒粒径差均可改善颗粒混合程度,同时颗粒密度对颗粒混合程度的影响更大。模拟结果与Rowe等理论分析结果一致,为流化床的进一步深入研究奠定基础。