张廷龙[1]2003年在《大颗粒二维流态化床流体动力学特性的试验研究》文中研究指明在二维流化床试验装置上，对由大颗粒物料组成的密相鼓泡流态化床进行了试验研究。借助高速摄影，分析研究了大颗粒流化床内气泡的运动变化规律：针对气泡的成长，提出了四种产生机制，即颗粒挤出机制、浓度改变机制、气泡聚并机制和渗流机制；通过对大量的实验数据的整理和分析，归纳出了适用于大颗粒流化床的临界流化风速、气泡上升速度和气泡相气体的体积流量等试验关联式；研究了大颗粒流化床中物料的粒度组成、静床层高度和床层表观风速对床层膨胀比的影响，研究了床层中的压力分布以及压力脉动的变化。 在二维喷动床试验装置上，首次对喷动床中锥体段的气固两相的流动特性进行了研究。对于不同粒度组成的物料，研究和分析了影响锥体段床层最小喷动风速的因素，通过整理和分析大量的实验数据，归纳出其实验关联式；借助高速摄影技术，研究了表观风速和物料静床层高度对喷射区平均直径的影响，并归纳出了喷射区平均直径的实验关联式。研究了喷射区沿轴向的变化规律，以及喷射区、环隙区中的颗粒运动规律；首次发现了喷动床内物料的间歇式流动现象。针对不同的喷动床流动形态，绘制出流型划分相图。研究了物料粒度组成、静床层高度和表观风速对床层压力分布的影响，分析了床层压力脉动的变化情况。 通过以上的研究，可以为采用流态化技术煅烧水泥熟料的新工艺、新装置的开发提供理论依据。
贺靖峰[2]2012年在《基于欧拉—欧拉模型的空气重介质流化床多相流体动力学的数值模拟》文中研究指明空气重介质流化床分选技术是一种适用于煤炭干法分选的高效分离工艺，为全球干旱缺水地区选煤技术的发展和应用提供了一条全新的路径和模式。在空气重介质分选基础理论的研究中发现，分选所采用的浓相气固流化床是一种非常复杂的气固多相流体系，因此有必要分别从宏观和微观层面对流化床内的多相流体动力学行为进行深入研究。本文基于“欧拉-欧拉”多相流模型，应用理论分析、试验测量与数值模拟计算相结合的方法，对流化床中的入料颗粒受力特性、气泡运动规律、加重质颗粒动力学行为及气固多相耦合作用机理等开展研究工作，以期为深入理解入料颗粒在流化床中的按密度分离规律、加重质密相与入料颗粒相的协同作用机理、完善流态化分选理论与研制和改进流化床分选设备等提供一定的理论支持。提出了采用“欧拉-欧拉”多相流模型对流化床内气固多相的复杂动力学行为进行数值计算研究。在总结大量经验模型和理论推导的基础上，针对本研究采用的浓相气固分选流化床，分别提出了气固曳力系数、颗粒间作用系数和固相应力项叁种本构方程的理论计算公式来实现控制方程的封闭，为后续的数值模拟研究奠定了坚实基础。采用试验测量、数值模拟和理论模型验证相结合的方法，研究了流化床内的气泡动力学行为。结果表明，在表观流化气速1.5Umf≤U≤2.2Umf的条件下，气泡沿床层高度方向和床体轴向的平均直径分布分别为35mm<Db<49mm与40mm<Db<61mm。实验表明采用Rowe（1976）模型可对生成的气泡平均直径进行准确预测，由此推导出流化床内单个气泡上升速度的计算模型，为研究气泡动力学行为对入料颗粒在流化床中的运动规律及流化床分选效果的影响提供了理论依据。入料颗粒在流化床中的受力特性是粒群实现按流化床分选密度有效分离的基础。在对流化床中球形颗粒运动受力分析的基础上，建立了入料颗粒在流化床中运动时的受力平衡方程和基本动力学公式。自行设计了入料颗粒在流化床中运动时的受力测量系统，对不同粒径的球形颗粒在不同种类加重质形成的流化床中的受力进行测量。结果表明，入料颗粒的受力特性遵循稳定的变化规律，提出了受力均值和标准差随气速的变化关系均可由标准函数或修正后的标准函数表征。深入分析了颗粒连续受力的显着类周期性规律，获得了入料颗粒受力频率与振幅的波动范围。对入料颗粒在流化床中的受力波动数据进行分段拟合，建立了入料颗粒在流化床中瞬时受力的动力学拟合方程组。在试验测量、数值模拟和理论分析计算的基础上，对不同入料颗粒在流化床中的受力结果进行比较验证，结果表明，采用叁种方法得到的颗粒瞬时受力均值与波动规律等基本保持一致。入料颗粒在流化床中的受力研究结果为探索不同密度的分选颗粒在流化床中的复杂动力学行为提供了必要条件。应用ICEM CFD软件构建与试验装置一致的叁维流化床模型并进行精确网格划分，基于本文建立的适用于空气重介质流化床的数值计算模型，分别通过试验测量和数值模拟方法，对床层压降与密度分布进行定性与定量考察。结果证明流化床压降与标准差随气速的变化规律与加重质种类无关，只与U/Umf的数值有关。流化床密度分布规律的结果表明，1.5Umf≤U≤2.2Umf是床层密度分布最均匀稳定、波动幅度最小的操作气速范围，此时流化床的时均横向和轴向密度基本分布在1.95~2.10g/cm~3的范围内，密度标准差小于0.20g/cm~3，研究结果对完善流化床的压降和密度调控机制具有很好的促进作用。基于流化床压降和密度分布规律的试验和模拟结果，对流化床内的气固多相流体动力学行为进行深入的数值模拟研究。结果显示，流化稳定后，气相和加重质颗粒密相均处于均匀稳定分布状态，宏观上表现为床层活性较好，压降稳定，流化床叁维空间内各点的密度分布很均匀，波动很小。微观上表现为气相具有很好的贯通性，颗粒相基本呈现稳定的环流和升降运动轨迹与速度变化规律，为入料粒群的分离提供了均匀稳定的分选密度环境，研究结果对流化床布风装置的设计和加重质的选取具有一定的参考价值和意义。本文在建立空气重介质流化床数值计算模型与自行研制的气泡运动采集系统和颗粒受力测量装置的基础上，通过对流化床中气泡动力学行为、入料颗粒受力特性、床层压降波动和密度分布特征、气相分布状态与加重质密相颗粒的运动规律、介质细颗粒与分选粗颗粒间的协同作用机理等开展深入研究，旨在为丰富流态化分选基本理论与流化床分选设备的研发改进及调控机制等发挥有效作用。该论文有图133幅，表29个，参考文献199篇。
李晓光[3]2006年在《煅烧水泥熟料用大颗粒流化床的动力学特性研究》文中提出本论文重点对大颗粒流化床的动力学特性及床层的稳定性进行了详细的研究,旨在通过深入了解大颗粒流态化现象,开发出具有自主知识产权的新型流态化水泥熟料煅烧装置。本研究的要点及所获得的主要成果如下: ■大颗粒流化床动力学的实验研究 借助高速摄影的图片分析手段,对二维大颗粒流化床中气泡的行为进行了观测。首次提出在大颗粒流化床中,气泡成长受四种机制控制:颗粒排开机制、颗粒淋落机制、气泡聚并机制、渗流机制;在气泡的上升过程中,气泡的直径在不断长大,床内很容易发生节涌;气泡在床面破裂时,颗粒向上的溅射速率和高度均很大。 通过对叁维床的研究,发现大颗粒叁维流化床的临界流化风速低于二维床,并且这种趋势随颗粒尺寸的增加而愈发明显;当流化颗粒尺寸降低、粒度分布变宽时,大颗粒流化床的节涌现象得到明显的改善,表现出较好的流化质量。 本研究推荐平均粒径为3.4mm、具有较宽粒度分布物料作为水泥熟料煅烧过程中料球的几何参数。 以该粒度物料为重点考察对象,对大颗粒流化床开展了压强脉动信号的时频分析。研究表明:随流化数的增加,压强脉动方差值会有明显地增加;首次发现可以通过观察压强脉动方差变化的规律,得到叁维流化床中气泡上升过程的运动信息;依据压强脉动信号的频域分析发现叁维床中床高100mm处为原始气泡的形成区域;随流化数的增加,在床的大部分区域,压强脉动主频随之增加,表明气泡上升速度增加。 上述研究表明:控制床的高径比为1、流化数为2.06以下,能有效地缓解大颗粒流化床的过分膨胀及节涌现象的发生,提高流化床的流化稳定性。 ■大颗粒流化床的数值仿真研究 气相运动的数学描述采用了Euler的方法;而对颗粒相的描述则采用了Lagrange方法。颗粒之间的碰撞模拟采用了软球模型。利用Fortran语言自行编制
孙苏皖[4]2016年在《气固流化床内宽粒径分布颗粒的流动特性研究》文中指出高炉炼铁流程长、投资大、能耗高,并且严重依赖焦炭。随着焦煤资源的日渐匮乏,钢铁工业的发展需求与焦炭供应的矛盾日益突出。这成为人们研究和发展非高炉炼铁的根本动力。以流态化还原为代表的非高炉炼铁工艺,因其不需要使用焦炭并可直接利用粉矿而备受关注。铁矿粉流态化还原是一种典型的气固两相相互作用的过程,充分了解流化床内气固两相的流动特性和规律,将可以为实际工业应用中工艺参数的优化提供理论指导,并可以为流化床反应器的设计乃至放大提供理论依据。实际工业生产过程中,流化床内的矿粉原料均是宽粒径分布的颗粒,因此开展宽粒径分布颗粒在流化床内的流动特性的研究,将对充分认识流化床内部复杂的流动规律提供帮助,从而更好地对实际生产过程进行指导。本文首先在二维床冷态实验装置上,对叁种B、D两类混合的宽粒径分布的固体颗粒,包括二元混合颗粒、正态分布颗粒以及均匀分布颗粒进行实验研究。利用降速法测量床层压降与表观气速的变化关系,结合观察床层内出现鼓泡的时机,研究不同粒径分布颗粒的初始流化速度,并与前人提出的初始流化速度的关系式计算得到的结果进行对比,分析存在的差异以及影响因素,然后根据实验结果归纳出相应的初始流化速度的关系式。借助高速摄像仪对二维床内的流化情况进行拍照,利用数字图像分析技术对拍摄的二维床图像进行处理,从中获取我们所关注的二维床内气泡的信息,研究二维床内宽粒径分布颗粒的气泡性质,根据实验数据归纳出气泡平均直径和气泡上升速度的关系式。此外,通过拍照记录下床层高度的变化情况,研究宽粒径分布颗粒的床层膨胀比以及影响因素。通过实验研究发现,不同粒径分布的宽粒径分布颗粒,在流化过程中可能会出现偏析,相比于正态分布的颗粒,二元混合颗粒和均匀分布颗粒在流化时更易出现偏析。在叁维流化床实验装置上,研究发现,二维床归纳出的初始流化速度关系式的计算结果对于叁维床的实验结果要偏大,这是因为二维床内存在边壁效应,因此固体颗粒流化所需要克服的阻力增大。对正态分布颗粒与均匀分布颗粒进行流化实验。沿床轴向方向上测量床内压力的瞬时值,实验研究结果表明,叁维床内同一高度截面处与基准面之间的压差随着表观气速的增加而增大。而在相同表观气速的条件下,宽粒径分布颗粒的轴向压差与静床高呈正比关系,其中正态分布颗粒的轴向压差上升速率比较保持一致,而均匀分布颗粒由于在流化过程中出现偏析,床层下部聚集着大颗粒,小颗粒浮在床层上部,所以轴向压差下部的上升速率要大于上部。对实验得到的压力瞬时值求均方差,发现正态分布和均匀分布的轴向压力波动方差的变化规律存在不同。正态分布颗粒沿轴向高度的压力波动先减小后增大,而均匀分布颗粒则一直增大。此外,通过对比二维床和叁维床轴向压力情况,证明了叁维床的边壁效应要弱于二维床。
李蔚玲[5]2016年在《气液固叁相流态化特性的实验与数值模拟研究》文中研究指明气液固叁相流动广泛存在于能源、化工和环境领域。气液固叁相鼓泡床是叁相流态化操作装置的一种,在能源和环境领域有着非常重要的应用。与气液和气固两相流动相比,叁相鼓泡床中气液固叁相流动行为更加复杂,对气、液和固叁相之间复杂作用的认识与研究还很有限,因此开展叁相鼓泡床中气液固流动特性的深入研究具有重要的意义。对叁相流动特性的掌握,不仅可以揭示颗粒相对气液两相流动的影响机理,而且可为叁相鼓泡床的结构设计和运行优化提供理论指导,同时为实际生产应用提供基础数据。本文从实验和数值模拟研究两个方面,对气液固叁相鼓泡床的流动特性进行了较深入的研究。构建了气液固叁相鼓泡床实验系统,采用高分辨率数字图像采集与处理方法,考察了气液固叁相流动结构在不同操作参数下的变化规律。定义了四种典型的流型：分散气泡流型、过渡流型、气泡聚并流型和强湍动流型。给出了各流型和流型转变点处的叁相流动结构高分辨率实验图片,分析了各种流动结构的主要特征。绘制出不同气速和颗粒性质(颗粒体积分数、尺寸和密度)下的流动结构相图。分析揭示了颗粒性质、液体粘度和装置尺寸对流型转变的影响规律。采用高精度多通道压力／差压信号采集的实验方法,结合时间域分析、时频域分析和相空间分析识别气液固叁相鼓泡床的流型转变点。采用数理统计方法、Hurst分析方法、Hilbert-Huang变换EMD能量熵和信息熵四种方法分析压力脉动数据,识别流型转变点,并将识别结果与实验结果进行比较,揭示了各方法的识别率。各方法分析结果揭示了叁相鼓泡床内在的流体动力学特性。研究显示时频域分析的Hilbert-Huang变换方法和相空间分析的熵分析方法对叁相鼓泡床流型转变点的识别率较好。对叁相鼓泡床中的气含率、压降、颗粒最小悬浮速度、床层膨胀比和波动比等重要流动特性参数进行实验研究,揭示了气含率、压降和床层膨胀参数在四种不同流型下随操作参数的变化规律。考虑颗粒性质的影响,提出了气含率新的关联式。基于叁欧拉多相流模型构建了描述叁相鼓泡床气液固流动的数理模型,揭示了气液固叁相流动数值模拟的求解方法(如方程的离散格式、时间步长和壁面条件的选择)。对气-液、液-固和气-固各相之间曳力系数模型进行敏感性分析,揭示了可用于描述气液固叁相流动的相间曳力系数模型。基于建立的叁相流动数值试验平台,研究揭示了表观气速和颗粒性质(固相体积分数、颗粒尺寸和密度)对气液固叁相鼓泡床流动特性参数的影响规律,分析获得了气含率、固含率的径向和轴向分布,液相轴向速度、液相湍动特性参数和固相轴向速度分布随操作参数的变化规律。研究获得了不同流型下的气液固叁相流动结构,率先将四种流型的数值模拟结果与实验结果图进行对照分析,揭示了所建数理模型对各流型模拟的适用性以及对叁相鼓泡床内近布风板区、流动区和表面发泡区的模拟能力。通过数值试验,揭示了装置尺寸和结构、加压条件对叁相鼓泡床流动特性的影响。基于建立的气液固叁相流动数值试验平台,构建四相流动模型,研究了叁相鼓泡床中双组分颗粒混合对流动特性的影响规律。揭示了相同密度、不同颗粒尺寸两种颗粒混合和相同尺寸、不同颗粒密度的两种颗粒混合对叁相流动中气含率和固含率的影响规律。
徐惠斌[6]2017年在《湿颗粒喷动与流化特性的研究》文中认为湿颗粒流态化系统广泛存在于能源、环保、化工、食品、制药等领域。近年来,在国家战略新兴产业中,出现的许多新工艺也都涉及了湿颗粒流态化技术,如新能源领域生物质热解粗油的催化重整制氢,新材料领域功能颗粒材料的涂层,新医药领域靶向药物的包衣等。喷动与流化是流态化中最重要的两个现象,广泛存在于喷动床、流化床、喷动流化床等流态化设备中。国内外,对干颗粒的喷动与流化进行了较深入的研究,但对湿颗粒喷动与流化的认知却十分不足,研究较为零散。湿颗粒的喷动与流化行为较干颗粒要更加复杂,是当前多相流研究的热点问题,深入开展湿颗粒喷动与流化特性的研究,一方面能够为工业应用提供基础数据和理论支持,另一方面也能够提升多相流学科的发展,具有重要的实际意义和学术价值。本文从实验和数值模拟研究两个方面,以喷动床与流化床为研究对象,对湿颗粒的喷动与流化特性进行了系统深入的研究。建立了湿颗粒喷动床实验系统,在较宽的液含量范围内(含液饱和度S=0～1),开展了 Geldart-D类湿颗粒的喷动实验,研究获得了湿颗粒喷动过程的流型及其转变规律,并绘制出了流动相图,给出了湿颗粒能够稳定喷动的含液量范围;揭示了湿颗粒喷动压降、最小喷动速度、最大可喷动床高、颗粒循环速率等重要喷动特性参数与结构参数、操作参数之间的变化规律;结合理论分析和实验数据,得到了湿颗粒喷动床最小喷动速度的计算关联式。建立了湿颗粒流化床实验系统,开展了 Geldart-D类湿颗粒的流化实验,研究得到了湿颗粒流化过程的流型特征;揭示了湿颗粒流化床压降、最小流化速度等重要流动特性参数与操作参数之间的变化规律;对湿颗粒混合特性进行了系统研究,获得了操作参数和物性参数对异重湿颗粒混合行为的影响规律,提出了一种能够预测异重湿颗粒分离趋势的理论模型。开展了湿颗粒自由堆积的实验和DEM模拟,对比分析了两类湿颗粒间作用力模型,揭示了传统cohesive force模型在模拟湿颗粒流动时的不足,提出了适用于湿颗粒的改进型cohesive force模型,并基于液桥力理论,建立了不同条件下该模型关键参数的计算方法。围绕改进型cohesive force模型,发展了能够用于粘/湿颗粒流态化仿真的CFD-DEM数理模型,以喷动床为例,成功实现了粘/湿颗粒的喷动过程的叁维模拟,定量的分析了粘性力量级、粘性力作用距离对喷动特性的影响,揭示了粘性力对喷动流型、颗粒速度、颗粒分布、颗粒循环速率等重要喷动特性的影响规律,实现了微观颗粒间受力与宏观、介观气固流动现象、规律的关联。
任合斌[7]2006年在《流化床内流动、传热与燃烧特性的DEM数值模拟》文中研究说明流化床在工业上的广泛应用使得稠密气固两相流动成为多相流研究领域的一个重要方向。国内外已经进行了大量的实验和理论研究,但是由于气固流动的复杂性和流动机理尚未清楚的认识,故以实验为主的传统方法受到了很大限制。近年来随着计算机技术的飞速发展,气固两相流动数值模拟正成为研究稠密气固两相流动的重要手段。针对稠密气固两相流的数值模拟技术可以分为两大类:即欧拉—欧拉颗粒拟流体模型和欧拉—拉格朗日离散颗粒模型。本文采用欧拉—拉格朗日离散单元法在颗粒水平上建立了一套描述流化床内气固流动、传热和燃烧的数学模型,并设计了模拟流化床内流动与燃烧的数值模拟程序。首先本文对单孔射流流化床内的气固流动进行了数值模拟,得到了床层压降曲线和不同射流速度下的床层高度、气泡产生频率和气泡在床层内的上升速度,反映出流化床内的气固流动存在拟序结构。另外,模拟得到了床内的气固流动速度,揭示出单孔射流流化床内存在强烈的颗粒返混和内循环现象。并对颗粒参数改变对气泡特性的影响作了敏感性分析。然后,在颗粒水平对流化床内的煤燃烧和传热特性进行了数值模拟,得到了床内的温度场、各燃烧组分的浓度场、颗粒升温曲线和四种颗粒传热量曲线,模拟表明了流化床内的气固流动和燃烧特性存在强烈的空间和时间非均匀性。并对颗粒参数改变对燃烧与传热特性的影响作了敏感性分析。最后对全文工作进行了总结和展望。
周星龙[8]2012年在《600MW循环流化床锅炉炉膛气固流动和受热面传热的研究》文中指出循环流化床锅炉作为一项高效、清洁的燃烧技术近年来不断朝着大型化和高参数化发展。本文以国家研发600MW超临界循环流化床锅炉为研究背景,结合国家十一五科技支撑计划项目和东方锅炉600MW超临界循环流化床锅炉研发科研合作项目,针对600MW超临界循环流化床锅炉研发中的炉膛气固流场和受热面传热特性开展实验室试验和数值模拟研究工作。本文根据流化床相似模化理论建立了东方锅炉600MW超临界循环流化床锅炉设计方案的冷态模化六分离器、裤衩腿炉膛结构的循环流化床冷态试验台。工作主要包括实验室六分离器裤衩腿循环流化床试验研究和六分离器裤衩腿循环流化床流动、传热数值模拟研究5个部分,其中试验研究包括①裤衩腿翻床特性试验研究、②炉顶凸起对气固流场影响试验研究和③六分离器循环物料分配特性试验研究；数值模拟建立了一种基于炉膛气固流动数值模拟流场的受热面传热系数计算方法,进行了④六分离器裤衩腿循环流化床试验台的流场和传热数值模拟研究,⑤600MW超临界循环流化床锅炉炉膛流场和传热数值模拟研究。试验结果验证了六分离器裤衩腿循环流化床裤衩腿翻床过程中颗粒迁移的气相输送机理；得到了裤衩腿自平衡状态与翻床状态变化理论临界点；提出了循环流化床裤衩腿炉膛的平衡控制策略。试验发现了裤衩腿炉膛“双环核”气固流动结构,裤衩腿上部“双环核”流动结构逐渐向传统颗粒环核流动结构转变。试验总结了六分离器回路循环物料分配不均匀特性,得到了两侧物料流率分配相似,一侧叁分离器中居中循环回路物料量相对偏小6.3-9.0%的规律。在理论数值模拟方面,本文建立了一种基于炉膛气固流动数值模拟流场的受热面传热系数计算方法。利用Fluent软件的欧拉双流体模型进行炉膛气固流动数值模拟,采用了基于EMMS模型的气固曳力计算方法。在炉膛气固流动数值模拟流场的基础上,利用Fortran语言编程,采用循环流化床颗粒团更新传热模型进行炉膛内受热面传热系数计算。在对试验台流场、传热计算验证比较基础上,采用该方法对东方锅炉600MW超临界循环流化床锅炉炉膛的流场和传热特性参数进行了模拟计算。模拟结果显示炉膛内颗粒呈“双环核”流动分布,在水冷壁和中隔墙壁面均存在较大颗粒浓度的颗粒团贴壁下滑；炉内悬吊屏壁面颗粒速度基本为正,靠近烟窗的悬吊屏壁面颗粒浓度和速度均较大。通过模拟计算本文得到了600MW超临界循环流化床锅炉炉膛水冷壁、中隔墙和悬吊受热面的传热系数和热流密度叁维分布。本文工作为研究开发600MW超临界循环流化床锅炉提供了理论和技术基础。
朱建新[9]2004年在《基于图像法的流化床内颗粒测试系统及管式流化床内颗粒混合研究》文中进行了进一步梳理本文的主要研究工作是采用面阵CCD摄像机为手段，开发基于图像技术的流化床研究相关测试技术，实现对流化床内颗粒速度场的测量，并在此基础上开发基于图像法的颗粒示踪技术，用于研究流化床内颗粒行为，气泡形成的机理，气泡对颗粒混合的作用以及流化床内颗粒停留时间分布的研究。 依据图像法测速技术的原理，对该方法在气固流化床内颗粒速度测量的可行性进行了分析，提出了图像法测速技术应用于流化床内颗粒速度测量时的参数选择方法。开发的流化床内颗粒速度场测量系统应用于流化床内颗粒的速度测量，实验表明，这种测速法的相对误差在5％以下，具有较高的精度。利用上述测试手段，对管式布风流化床内颗粒的速度分布及特点进行了研究。对流化风量、料层厚度以及布风方式对管式流化床内颗粒速度分布的影响进行了分析。对管式布风流化床内颗粒的内循环特性进行了研究，发现当布风管间距与布风管外径比为2.9左右时，床内颗粒具有最佳的混合效果。利用数值计算方法研究了气泡形成过程中颗粒的速度分布，并与试验结果相比较，结果吻合较好。 依据图像的互相关技术，提出了基于图像法的颗粒示踪技术。该技术不但可以起到与传统示踪技术相同的功能，而且还在实验的精度，结果的可重复性以及实验的重用性等方面均有重大改进。利用该技术研究了气泡尾涡的形成机理，发现尾涡由气泡上方的颗粒下落而成，研究发现气泡爆破后床面颗粒来源于气泡爆破前呈“Y”分布的颗粒规律。 本文提出了颗粒分层停留时间分布的实验方法，并用该法对管式流化床内颗粒在床内的混合行为进行了研究。对流化风量、料层厚度、布风方式等因素对管式流化床内颗粒的混合进行了系统的研究。结果表明，当布风管间距与布风管外径比为3.2时，管式布风流化床比板式布风具有更好的混合效果。 本文最后利用基于图像法的全场测速技术，对循环流化床内气泡行为以及颗粒团聚行为(cluster)进行了研究。重点研究了气泡在流型转换过程中的作用以及循环流化床内颗粒团聚形态及其影响因素。
沙杰[10]2013年在《液固流化床中颗粒分选行为和运动特性的研究》文中认为液固流化床分选机作为目前对粗煤泥分选最有效的方法之一，被广泛应用于国内外选煤厂。对于固体颗粒在液固流化床中的分选行为和运动特性的研究对液固流化床分选技术的进一步发展和创新具有十分重要的理论意义。本论文建立了改进后的新型液固流化床分选系统，研究了液固流化床分选理论，对颗粒流态化特性以及粗煤泥分选特性进行了试验研究和数值模拟，并利用高速动态分析系统研究了固体颗粒在分选过程中的运动特性，得出了以下结论：不同密度、不同粒度的颗粒具有不同的初始流态化速度，数值上与颗粒的沉降速度相等，并随着颗粒密度和粒度的增加而增加；颗粒在不同上升水速时具有不同的床层膨胀特性，初始流态化速度越低，其床层膨胀程度越高。当较窄粒度级的不同密度颗粒混合流态化时，主要体现为按密度分层，当混合颗粒的粒度级逐渐变宽时，按密度分层越来越不明显，甚至会出现按粒度分层；根据试验研究进行总结，提出当分选流化床颗粒入料下限为0.25mm时，应当避免>1mm的颗粒进入分选机，以能保证良好的分选精度。在液固流化床分选粗煤泥的过程中，分析了不同高度处的瞬时液相速度，并推导得出其与表观水速和颗粒松散程度的关系式：Vdh=Qu/dhθS·=VS/θdh=VS/1-λdh并指出在分选机下部的瞬时水流速度高于分选机上部。通过试验研究得出颗粒相的浓度在整体上呈现下高上低的分布，在给料口附近的颗粒浓度稍高于附近区域，柱体高度越高，高密度颗粒的含量越来越少，而低密度颗粒的含量逐渐增加，使得由颗粒和流体共同组成的混合床层的密度在整体上随着高度的升高而降低，呈现床层密度的梯度变化，仅在给料口处的床层密度稍高于附近区域，随后会继续降低。在分选过程中，粗煤泥的灰分也在床层高度上呈现下高上低的梯级分布规律。推导出床层密度与颗粒松散程度和颗粒组分性质的函数表达式：ρdh(v,h)=λdh(v,h)(Σi(v,h)δi(v,h)-1)+1通过示踪颗粒测速方法，对颗粒在分选过程中的运动进行了研究，得出颗粒在液固流化床中分选时的运动特性因颗粒密度的不同而不同，总体趋势上低密度颗粒向上运动、高密度颗粒向下运动，中等密度颗粒向床层中部运动。通过研究指出单个颗粒运动的瞬时速度是不断改变的，会在某一范围内波动，速度的波动符合正态分布规律，变化均值与同类颗粒群在相同区域内运动的平均速度接近。对临沂矿物局古城选煤厂的粗煤泥进行了分选，并对结果进行了整体优化，最优的操作参数组合下可以得到产品的精煤产率为71.52%，精煤灰分为6.87%，可燃体回收率为82.26%，数量效率为91.77%。通过试验结果与目前现场实际生产相结合，创新性地提出了“液固流化床分选机+旋流微泡浮选柱”配套组合进行重介中煤再选的新工艺，为选煤厂提高精煤回收率提出了新的构思。
参考文献：
[1]. 大颗粒二维流态化床流体动力学特性的试验研究[D]. 张廷龙. 西安建筑科技大学. 2003
[2]. 基于欧拉—欧拉模型的空气重介质流化床多相流体动力学的数值模拟[D]. 贺靖峰. 中国矿业大学. 2012
[3]. 煅烧水泥熟料用大颗粒流化床的动力学特性研究[D]. 李晓光. 西安建筑科技大学. 2006
[4]. 气固流化床内宽粒径分布颗粒的流动特性研究[D]. 孙苏皖. 重庆大学. 2016
[5]. 气液固叁相流态化特性的实验与数值模拟研究[D]. 李蔚玲. 东南大学. 2016
[6]. 湿颗粒喷动与流化特性的研究[D]. 徐惠斌. 东南大学. 2017
[7]. 流化床内流动、传热与燃烧特性的DEM数值模拟[D]. 任合斌. 华中科技大学. 2006
[8]. 600MW循环流化床锅炉炉膛气固流动和受热面传热的研究[D]. 周星龙. 浙江大学. 2012
[9]. 基于图像法的流化床内颗粒测试系统及管式流化床内颗粒混合研究[D]. 朱建新. 浙江大学. 2004
[10]. 液固流化床中颗粒分选行为和运动特性的研究[D]. 沙杰. 中国矿业大学. 2013