宽筛分非正态分布颗粒物料的流态化特性

对宽筛分、粒度非正态分布颗粒物料的基本流态化特性进行了实验和理论研究 ,探讨了颗粒群的填充现象对临界空隙率及起始流化速度的影响 ,描述了颗粒群的离析现象在床层阻力特性曲线上的表征 ,分析了气泡运动与颗粒的轴向混合。     

不同粒径电路板塑料颗流化特性

在内径56 mm、高1600 mm的冷态流化床实验装置上研究了不同粒径电路板塑料颗粒的流化特性,获得了粒径和颗粒类型对塑料颗粒流化特性的影响规律.实验结果表明,电路板塑料颗粒为Geldart A类颗粒时,粘性力大,塌落特性明显,流化性能较差,具有拟C类颗粒的流化特性;电路板塑料颗粒为B类颗粒时,塌落特征不明显,并且随着粒径的增大,最小流化速度也增大.通过比较不同公式对最小流化速度的计算结果发现,B类颗粒用Ergun公式得到的结果比其他公式更接近实验结果,b,c和d颗粒的理论最小流化速度分别为实验结果的94.5%,114%和91.8%,A类颗粒用3种公式得到的结果与实验结果均相差很大,需要进一步考虑粘性颗粒的受力情况,建立力平衡模型.     

锥形流化床水平射流条件下的流化特性

在一个160 mm×300(20)mm×30 mm(高×宽×厚)、锥角为60°的二维锥形流化床中研究了两侧水平射流条件对3种不同粒径颗粒流化特性的影响。临界流化曲线结果表明:压降随着流量增大而迅速升高,到达一个最大值后略有下降。另一方面通过实验观察,提出"沸腾核心"假设,并推导出颗粒达到起始流化状态时,流速沿床层高度的变化规律。在假设的基础上,根据厄贡方程推导得出最大压降的计算式,计算结果表明计算值略大于实验值。另外,实验中还发现二维锥形流化床的最小流化速度随颗粒粒径增大而增大,随填料体积的增大也略有增大。     

振动流化床临界流化速度理论预测与实验研究

根据振动流化床床层动力学特性,提出了第一、第二流化段,第一、第二临界流化速度的概念.从流化床临界流化速度的定义出发,得出了振动流化床第一临界流化速度数学模型.在二维振动流化床内,以不同粒径的玻璃珠为床料进行实验研究,分析了振动和其它操作条件对临界流化速度的影响,通过实验数据关联得到了振动能量传递系数的数学表达式,并将模型预测与实验结果进行了对比.结果表明振动强度增加,第一、第二临界速度均减小,振动对第一临界流化速度影响更显著,当振动强度超过1.57后,不通气体床层也能流化,第一临界流化速度降为零,模型预测与实验结果有较好的一致性.     

内置水平管的振动流化床中混合物的临界流化速度

在内置水平管的矩形振动流化床内研究了玉米粒和塑料珠混合物(Geldart D颗粒)中的流体力学性质。考察了颗粒质量分数、振动频率、振幅和内置水平管对混合颗粒的临界流化速度的影响。实验表明,振动的加入降低了混合物的临界流化速度。根据振动流化床的动力学特性,分析床层中颗粒受力情况,建立了混合颗粒物在振动流化床中临界流化速度的两类数学模型。通过实验数据建立两种模型的关联式所得的计算值和实验值误差控制在10%以内,吻合较好。     

大差异双组分混合颗粒的最小流化特性

在一套f260 mm′2000 mm的有机玻璃实验装置中,对大差异双组分混合颗粒的最小流化特性进行了实验研究,得到了混合颗粒的流化曲线,由此给出了其起始流化速度、最小流化速度、临界分离速度、完全流化速度等特征速度. 实验结果表明,流化过程可分为4个阶段,即完全流化、大小颗粒分离、大颗粒静止小颗粒流化、固定床阶段,对应混合颗粒的3个状态：完全混合、部分混合部分分离、完全分离状态;混合颗粒的特征速度随小颗粒质量分率的增加而减小,且在小颗粒质量分率达到0.4~0.5后其减小的趋势减缓;混合颗粒的固定床阶段和完全流化阶段的床层空隙率及混合颗粒的体积收缩比在小颗粒质量分率为0.4时达到极值.     

大颗粒振动流化床颗粒临界流化速度研究

建立了带内置水平管的振动流化床,并以颗粒状磷酸一铵为实验物料对带内置水平管的大颗粒振动流化床颗粒临界流化速度进行了实验研究。结果表明,振动的引入对颗粒临界流化速度有着明显的降低作用;同样床层条件下振动频率和振幅越大,床层临界流化速度越低;振动对小粒径颗粒的影响稍强于大粒径颗粒;由实验数据拟合出用于预测该类流化床临界流化速度的经验公式,公式与实验数据吻合良好。     

石英砂二元混合颗粒初始流化过程的研究

在一套Φ300 mm×3000 mm的有机玻璃冷模流化床实验装置上,考察了石英砂二元混合颗粒的初始流化特性。所有二元混合颗粒均由颗粒密度相同但粒径不同的A、B、C、D四类颗粒组分两两按照一定质量分数混合而成。采用FXC-Ⅱ/32型压力巡检仪测得了不同轴向位置床层的压降曲线,得到了不同二元混合颗粒的起始流化过程特性曲线和起始流化速度。实验结果表明,两种颗粒组分平均粒径大小和差异及其组分质量分率对二元混合颗粒的起始流化特性具有显著影响。A类颗粒加入可显著改善B、C和D类颗粒的流化质量;C类颗粒加入量过大会使混合颗粒在流化过程中出现严重的沟流现象;当浮升组分(小颗粒)质量分数为0.4时,组分粒径差异较大的二元混合颗粒在流化过程中最容易发生完全分级现象;对于粒径差别较大的二元颗粒组分,床层最小流化速度随小颗粒组分的增多而下降,而对于具有较强颗粒间作用力组分的二元颗粒组分,床层最小流化速度则随小颗粒组分的增多而增大。根据实验数据对等密度BD二元混合颗粒的起始流化速度预测公式进行了修正,发现实验值与计算值吻合较好。     

PVC类废塑料在冷态流化床中流化行为的研究

在Φ50 mm×800 mm圆柱体的冷态流化床反应器中,对PVC类废塑料、石英砂及其混合物的流化特性进行了研究。研究了PVC颗粒粒径与混合物料中PVC质量分数对混合物料的流化特性的影响规律,得到指导热态实验的关键参数。实验结果表明,PVC颗粒粒径与混合物料中PVC质量分数会影响混合物料的最小流化速度,也影响PVC颗粒与石英砂混合的均匀度。混合物料中PVC的质量分数越小,其最小流化速度就越小,混合物料也越容易实现充分混合;PVC颗粒为Geldart B类颗粒,但由于形状不规则,黏性力大,塌落特性明显,流化性能较差,显示出C类颗粒的流化特性,同时实际的最小流化速度要大于理论最小流化速度。PVC与石英砂混合物料冷态流化行为的研究结果为热态流化床降解PVC颗粒提供了基础数据和实践依据。     

稻草及热解半焦颗粒流化特性

研究了稻草及不同温度热解半焦颗粒在内径100 mm、高1000 mm的有机玻璃流化床中的流化特性. 结果表明,稻草颗粒无法单独流化,而其热解半焦颗粒可单独流化;半焦颗粒的最小流化速度随粒径增大而增大,与床层高度无关,筛分粒径为0.45~0.9, 0.18~0.45, 0.125~0.18 mm的半焦颗粒的最小流化速度分别为0.19, 0.16, 0.14 m/s;300~550℃温度范围内稻草热解半焦颗粒的流化特性无明显区别;半焦与稻草颗粒混合流化时,稻草颗粒不大于20%(w)时床层有较好的流化质量,混合颗粒的最小流化速度都随混合颗粒中稻草含量增大而增大.     

过热蒸汽流化床流化特性的实验研究

在底部直径为120 mm的锥型流化床中,以玻璃珠为流化颗粒,过热蒸汽为流化介质,研究了固体颗粒在过热蒸汽流化床中的流化特性,考察了操作温度和压力对临界流化速度(umf)的影响.结果表明,过热蒸汽流化床的流化行为与热空气相似,临界流化速度(umf)随床层温度的升高而减小,随床内压力的增大而减小;在相同温度条件下,过热蒸汽流化床的临界流化速度比热空气大.     

生物质焦与煤焦及煤灰的流化特性研究

在φ 115 mm×1 000 mm有机玻璃制成的圆柱型流化床中,对生物质焦、煤焦、煤灰及其混合颗粒的流化特性进行了实验研究.实验结果表明,单一生物质焦颗粒不能正常流化,煤焦和煤灰颗粒可以很好地流化.当煤焦和生物质焦混合颗粒中生物质焦颗粒的质量百分比小于33%时,两者混合颗粒可以达到较好的流化状态,煤焦和生物质焦双组分混合颗粒的最小流化速度随生物质焦质量百分比的增加而减小.生物质焦和煤焦的混合体系中添加煤灰,流化质量可进一步提高,生物质焦、煤焦和煤灰三组分混合颗粒的最小流化速度随着煤灰质量百分比的增加而增大.双组分和三组分混合颗粒的最小流化速度和经验公式预测结果具有良好的一致性.     

振动流化床内二元颗粒体系分布特性的研究

近年来,人们对风速大于小颗粒临界流化速度时振动流化床内的颗粒分布特性进行了研究。但是对于小于流化风速的情况下引入振动的情况鲜有报道。本文在500mm×200mm×500mm的准二维颗粒床中研究了振动和气流共同作用下,二元颗粒体系从只受振动激励到振动流化这一过程中从巴西果分离到反巴西果分离的转变及颗粒体系在这一过程中的分布特性。实验结果表明,大小颗粒粒径比的增大,质量比的减小及振动强度的减小有利于颗粒体系的分离,反之则利于颗粒体系的混合。当操作气速在小颗粒临界流化速度的0.6倍到0.8倍之间时,颗粒体系混合比较均匀。巴西果分离向反巴西果分离的转变发生在小颗粒临界流化速度的0.8倍左右。     

气固流化床内宽筛分硅粉颗粒流化特性的数值模拟

为了探索气固流化床内宽筛分硅粉颗粒的流化特性,作者利用计算流体力学CFD软件,采用Eulerian气固多相流模型及SIMPLE算法,模拟了二维气固流化床内不同粒级硅粉颗粒在不同操作件下的气固流化特性;分析了气泡生成、长大和破裂的过程,研究了床内气固两相的流动特性.结果表明:模拟计算值与实验值吻合较好,最大相对误差为10...     

气-固微型流化床压降特性及最小流化速度的实验研究

在内径3~20 mm的4个气?固微型流化床中,分别考察了A类和B类两种类型颗粒的流化特性,同时研究了床几何结构、操作条件、物相性质等各因素对其最小流化速度的影响。结果表明,气?固微型流化床中的床层压降特性与颗粒类型密切相关,不同的流动状态下两种类型颗粒的流动特性存在显著地差异。在固定床阶段,与B类颗粒相比,A类颗粒与壁面间的相互作用更强,导致实验压降值偏离计算值更大;在流化床阶段,较大颗粒粒径和密度的B类颗粒在床层内表现出了更高的气泡聚并和破裂程度,加剧了颗粒间的碰撞,增加了能量损失,从而形成了较高的实验压降。气?固微型流化床的最小流化速度除了与操作条件和物相性质有关外,床内径与静态床层高度对其也会产生显著影响。随着床径减小及静态床高增加,最小流化速度逐渐增加。综合考察各影响的因素,提出了适用于实验考察范围内预测微型流化床最小流化速度的经验关联式。     

非球形颗粒的散式流化特性

以水为流化介质,用玻璃细珠、河砂与石灰石屑等三种非球形颗粒作流化试验,发现流化过程中存在相当长的部分流化阶段,根据实验结果,提出非球形颗粒按筛分直径计算当量直径、终端速度与空隙率指数的方法,并推荐适用于机算的迭代式。     

污泥颗粒与河砂混合流化特性的实验研究

在内径f105 mm、高800 mm的冷态流化床实验装置上进行了污泥颗粒与河砂混合流化特性的实验研究,获得了污泥颗粒水分、污泥颗粒与河砂的质量比对混合物料的流化特性的影响规律. 实验结果表明,污泥颗粒的水分、污泥颗粒与河砂的质量比会影响混合物料的最小流化速度,也影响污泥颗粒与河砂混合的均匀程度. 污泥颗粒的质量比越大,混合物料的最小流化速度越大;污泥颗粒的水分含量越高,混合物料的最小流化速度也越大;污泥颗粒与河砂的质量比越接近1:1,越容易实现充分混合. 在对实验数据进行分析处理的基础上,提出了污泥颗粒与河砂混合物料的最小流化速度经验方程,为流化床污泥颗粒干燥工艺提供基础数据和设计依据.     

在小型和大型气、固流化床中等密度宽筛分固体颗粒的分离

在直径为0.213 m 的小型园柱气固流化床中和一个大型的0.61×0.61m 的正方形气固流化床中研究了相同密度不同粒径的二元系统混合物的分离过程。粒径比在1到14,考察了固体颗粒不同配比对于临界速度的影响,获得基本上符合 Rice 等的计算式。M=x/=[1+exp(-F')]~(-1)式中F'=±■·exp(u/u_(To))当 M=0.5时的临界速度为:u_(To)=K(u_(mf·f)·u_(mf.J))~m·(d_R)~n当床层气速小于大颗粒的最小流化速度时可获得完全流化时的最小流化速度 u_(cf)u_J-u_(cf)/u_J=(ū_(mf)-u_J/u_J)~2本研究对于等密度宽筛分二元粒子混合物系统,预测值与实验值比较吻合。     

湿污泥颗粒的流化床干燥实验及模型

在鼓泡流化床内以河砂为干燥介质,对单颗粒湿污泥的流态化干燥特性进行实验研究,得到了流化床温度、污泥初始水分、污泥粒径及流化速度对干燥速率的影响规律：流化床温度及污泥粒径对干燥速率的影响都呈指数规律;污泥的水分越大,干燥速率越大;在鼓泡流化床流化速度达到2倍临界流化速度以上时,充分流化,流化速度再增大(2~5倍临界流化速度)对干燥速率没有明显影响. 在基本的扩散传质理论的基础上,利用实验数据回归得到湿污泥在鼓泡流化床内干燥的半经验模型,为流化床污泥干燥器的设计提供了基础数据和依据.     

振动流化床双组分颗粒的混合与分离

研究了振动流化床中颗粒的轴向浓度分布及最小流化速度,根据不同操作条件下最小流化速度的实验值,定义了最小流化速度的计算式;同时考察双组分颗粒混合与分离情况,根据实验结果,修正了Ｎｉｅｎｏｗ定义的双组分颗粒的转变气速,并与实验值相符。