颗粒群是化学工程领域研究多相流体系的核心概念,特指由众多离散颗粒(包括固体颗粒、液滴或气泡)构成的集合体系。根据颗粒粒径分布特征可分为单分散颗粒群(粒径一致)和多分散颗粒群(粒径存在差异),其聚集特性涉及颗粒间相互作用力、动力学行为及表面性质等关键参数。研究中使用颗粒数密度函数描述系统尺度特征,并采用索泰尔平均直径等指标表征平均粒径。在工程应用层面,颗粒群理论支撑流态化过程优化、反应器设计改进及除尘装置开发,其中颗粒群平衡模型被广泛应用于模拟颗粒碰撞、团聚等动态演变过程。
研究案例表明,耦合
计算流体力学(
CFD)与颗粒群平衡模型(PBM)可有效提高燃煤PM捕集装置的设计精度,降低实验验证成本达30%以上。