喷动床广泛的应用在今天的许多领域,它作为一种高效的气固接触器,在颗粒的干燥、涂层、废弃物的燃烧和气化、化学反应、热解等方面都有很大的应用。随着对喷动床技术的研究不断深入,各国研究学者也提出了不同类型的喷动床,比如常见的喷动流化床和导向管喷动床,此外还有射流喷动床和多喷头喷动床等喷动床的形式。这些研究都只是基于传统的几种常见喷动床,很少有将旋流器技术加入到喷动床进行研究。喷动床内的反应主要集中在环隙区部分,同时由于环隙区颗粒堆积程度大,密度大,导致颗粒的运动速度比较小,颗粒缺乏横向的运动,这一缺点影响了喷动床对颗粒的处理效率。本文将旋流器加入到喷动床内,希望以此改善喷动床的这一缺点。本文对安装了带旋流器喷嘴的喷动床内气固两相流动规律进行了模拟研究。通过选用不同尺寸的旋流器喷嘴来探究床内气固两相的流动。首先,改变旋流器叶片的倾斜角,旋流器叶片倾斜角分别设置为γ=86°、γ=80°及γ=76°,研究发现,当γ=86°时,旋流器喷动床内气体动能损失相对更小,对颗粒的横向扰动作用更大,颗粒径向速度更大,床内气体湍动能更大,床内颗粒速度流场均匀度最高。另一方面,旋流器喷动床内床层总压降大于常规喷动床。进一步改变旋流器的进口角,研究旋流器不同进口角时,喷动床内气固两相流动的变化规律。设置旋流器的进口角为β=60°、β=45°及β=30°进行数值模拟。经过分析发现,在旋流器进口角为45°时喷动床内颗粒浓度曲线更好,旋流器效果更好,颗粒径向速度更大。即β=45°时旋流器叶片对进口气体的阻碍作用较小,对喷射区颗粒扰动作用较大,气体在颗粒间的湍动最为剧烈,颗粒速度流场均匀度最高。最后,通过改变旋流器的不同内外径比,探究旋流器不同的气体流量分配情况对喷动床内气固两相流动规律的影响。研究发现,旋流器的内外径比ζ=0.526时,旋流器喷动床内颗粒体积分数,颗粒速度整体上好于其他几种内外径比值情况。当内外径比ζ=0.526时,喷动床内气体湍动能整体最大,颗粒速度流场均匀度较好。