传统大管径粒径比随机填料床内颗粒随机堆积造成压力降高、传热传质效率低的问题。细长填料床可有效降低管内压降、提升流体流动传热传质效率、加强管内散热,在工业中的应用日益广泛。为探究细长填料床内填料粒子排布结构不同对其内部空隙率分布、局部速度分布、压力降等特性的影响,得到单一直径比下最适填料结构,提升其在实际工业应用中的应用价值。本文利用CFD Fluent16.2对三种管径粒径比D/d=2.1547、D/d=2.40、D/d=2.4142下不同内部结构的细长填料床进行数值模拟,并对迭代计算结果进行分析。本文可进一步加深对填料床内流体流动现象的理解,为后续实验奠定基础,也有助于细长填料床在工业应用中的设计及优化。1.建立D/d=2.1547下可能的粒子排布结构几何模型并进行CFD求解。结果表明:单一直径比下,颗粒排布结构不同,其内部局部径向空隙率分布、流体局部速度分布、压降大小均不同;同一填料床内,表观入口速度越大,其内部压力降越大;特殊结构的存在以及大空隙率均可有效地降低填料床内部压降,即内部结构的细微变化将对填料床内压降产生强烈影响。根据CFD计算结果确定存在中空通道结构的模型A为该直径比下的最优填料结构,修正得到低D/d下压降计算公式,与Guo的实验值进行比较,平均误差约为11.2%。2.建立D/d=2.40下可能的粒子排布结构几何模型并进行CFD求解。结果表明:当中空通道足够宽广时,其为降低压降的主导作用,存在该结构的模型A为该直径比下最优填料结构,单纯依据全局空隙率不能决定细长填料床内压降大小。3.建立D/d=2.4142下可能的粒子排布结构几何模型并进行CFD求解,适当扩大直径比使填料床内单层可容纳更多填料颗粒。结果表明:上述模拟计算得到的结果具有普适性,内部结构的不同会影响细长填料床内流体流动特性。