工业结晶过程的CFD模拟：多相流与粒数衡算耦合分析

"工业结晶过程的多相流与粒数衡算的CFD耦合求解" 工业结晶过程涉及复杂的物理现象，包括多相流、颗粒动态以及晶体的成核和生长。这一领域的研究由沙作良、武首香等人进行了深入探讨，他们提出了一种新的CFD（计算流体力学）耦合求解方法，专门用于处理工业结晶过程中的粒数衡算问题。 在结晶过程中，不同尺寸的晶体被视为不同的分散相。研究者运用有限体积法，对各个尺寸组别的晶体进行差分处理，以此解决粒数衡算方程。这种方法创新性地建立了质量衡算与粒数衡算之间的数学联系。在考虑了晶体的成核和生长机制后，他们开发出了一套用于稳态结晶过程的耦合求解方法，这使得在多相流环境中对粒数衡算方程和流体力学方程的联合求解成为可能。 借助商业软件ANSYSCFD，研究团队构建了一个工业结晶过程的计算模型，并针对DTB型工业结晶器中的氯化钾-水体系进行了实际模拟。模拟结果提供了不同尺寸晶体的流场分布和固体含量信息，实现了对结晶过程的仿真。通过对部分模拟结果与实验数据的对比，结果显示两者有良好的一致性，验证了模型的可靠性和准确性。 工业结晶因其节能和产品纯度高等优势，在多个行业领域中得到广泛应用。传统的完全混合悬浮模型无法准确反映大型工业结晶器中晶体的悬浮状态，而沙作良等人的研究揭示了固体悬浮状态对结晶过程的重要影响。由于固体悬浮的复杂性，建立有效的CFD模拟模型显得尤为关键。通过这样的模型，可以更好地理解和预测结晶过程中的流场分布、颗粒行为，有助于优化工艺参数，提高产品质量。 CFD作为强大的数值计算工具，已经在反应结晶过程的模拟中展现出潜力，但在固体悬浮结晶过程的应用相对较少，主要原因在于缺乏有效处理粒数衡算与多相流场方程耦合的方法。沙作良等人的工作为这一难题提供了解决思路，有助于推动工业结晶过程模拟的精确化和实用化。