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工业结晶过程广泛应用于化工、石化、医药及环境保护等领域,而结晶过程绝大部分是在流动的固液体系中完成,因此结晶器中流体的流动状态、颗粒的悬浮状态是研究结晶过程和优化结晶器设计的重要信息。而流体的流动状态和颗粒的悬浮密度在结晶器中有广泛的分布,对结晶过程的影响非常复杂,通过一般的实验方法很难获得。计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)是一种以计算机为工具,通过对流体运动方程的数值解法,研究流体在不同过程中的流动状态及其对流动过程中所发生的传质、传热等过程的影响。近年来,计算流体力学(CFD)作为一种研究手段被大量用于模拟工业结晶过程。应用计算流体力学于结晶过程已有多年研究,但对流体流动状态和颗粒悬浮状态的研究大都是在搅拌结晶器中进行,很少应用于流化床结晶器。而流化床结晶器是一种较早在工业上得到广泛应用的分级型结晶器,对流化床结晶器的流体力学行为进行研究,可以为研究结晶器中的结晶过程、优化现有结晶器的操作和开发设计更高效的结晶器提供指导,对实际生产过程具有重要意义。本文以计算流体力学为工具,选择合适的模拟模型,对流化床结晶器中的流体动力学状态进行了研究。主要内容包括:采用欧拉-欧拉多相流模型,将溶液定义为连续相,将颗粒看成是拟流体,定义为分散相;采用标准κ-ε湍流模型来模拟结晶器内的湍流流场情况;而对于连续相和分散相间的相间作用力,包括形体阻力和曳力,本文主要指曳力,用Schiller Naumann模型进行描述。采用多相流模型对流化床结晶器中流体力学行为进行了数值模拟研究。考察了结晶器结构(导流筒结构)、操作参数(进料流速)和物性参数(溶液黏度、颗粒密度和颗粒尺寸)对结晶器内液相流速和颗粒体积分数的影响。同时获得结晶器内流体动力学分布、固体悬浮分布和颗粒粒径分布,为研究结晶过程奠定了基础,为结晶器设计提供了理论依据。从结晶器的流体动力学状态和不同晶体颗粒的悬浮状态角度,分析了实际生产过程中流化床结晶器的流体动力学特征,并讨论了进料流速对工业尺度的流化床结晶器内流场的影响,考察了粒度为100μm,200μm和400μm颗粒在流化床结晶器内的悬浮效果。