喷动气固流化床颗粒混合规律的实验研究

将改进的插板/隔板技术与快速摄像图像处理技术相结合,对100 mm′30 mm′500 mm喷动气固流化床内颗粒混合过程和混合行为进行了研究。同时引用统计学中相对标准差这一混合指数,系统地考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合行为的影响。结果表明,颗粒混合随着时间的发展经历了3个连续阶段：宏观混合阶段、微观混合阶段和稳定混合阶段。在宏观混合阶段,对流混合占主导作用;在微观混合阶段,剪切混合也起了很大作用。增大喷动气速和流化气速均促使颗粒混合均匀,但过大的气速反而抑制了混合质量的进一步提高。由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的主要机制。     

喷动流化床颗粒混合特性的三维直接数值模拟

采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭示颗粒的混合机制,同时提出表征颗粒混合质量的重要特征参数,并考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合的影响。结果表明：由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的机制;增加喷动气速度和流化气速度均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少且混合更均匀。     

鼓泡流化床内颗粒混合的对流—扩散模型

本文分析了鼓泡流化床内颗粒混合机理，综合了床内颗粒水平方向和垂直方向上的混合，将床内颗粒混合过程分成两部分：一、是向上运动的尾迹相和向下运动的乳化相之间的对流交换，二、是乳化相内横向扩散。建立了二维的对流扩散模型，数值计算和实验数据相吻合；研究了给料点的布置和流化速度对床内物料浓度的影响。     

流化床横向波动特性实验研究

大型循环流化床锅炉在低负荷运行时存在床压横向波动的现象。为了分析气固流化床横向波动的产生机理及影响因素,搭建可加载横向扰动的冷态鼓泡流化床实验装置,通过调速电机和连杆机构带动流化床本体产生横向周期运动,使气固两相流系统在受迫状态下产生横向波动,探究在不同扰动频率和流化风速下床压波动特性。实验结果表明:流化风速为0.72 m/s,无横向扰动时,床层压力和风室压力存在频率相同且相位一致的压力波动;随着扰动频率的提高,床层压力波动幅度明显增加,但是当扰动频率超过1.13 Hz后,压力波动出现下降趋势,说明此时扰动频率在气固流态化系统波动的固有频率处,床压波动幅度达到最大值;实验结果与固有频率机理模型计算结果吻合较好;风速降低到最小流化风速以下,由于布风均匀性差,床层两侧压力波动特性出现明显差异。本文研究结果对循环流化床锅炉布风系统设计和一次风量控制具有一定的参考价值。     

图像法用于循环流化床颗粒二维速度场可视化的实验研究

介绍一种基于图像法的测量二维循环流化床颗粒速度场的方法,并在高4m、横截面为600mm×63mm的冷态循环流化床上进行测试。获得3个不同高度方向上循环流化床内颗粒的二维全场速度,实验结果很好地反映了循环流化床内颗粒的一些流动特性。     

流化床图像的分形维数与颗粒运动度的关系

采用图像法,根据分形理论计算了流化床图像的分形维数,这一指标可用于评估流化床内颗粒运动度,分形维数大颗粒运动度也大,分形维数小颗粒运动度也小。当不改变其它操作条件时,增大操作气速分形维数也增大并且变化范围亦增大,单一的分形维数用于评价单一的颗粒运动度,一个工况内的分形维数的均值和偏差则用于评价该工况下流化床颗粒的运动度以及[(\273\354\272\317)0(\307\351\277\366\241\243)]由于板式布风方式的阻力比管式布风方式小,该方式下的分形维数大。     

流化床炉内颗粒混合的离散单元法数值模拟

为了更好地研究流化床内复杂的运动和颗粒间的混合情况,为流化床的设计及优化提供参考,采用欧拉–拉格朗日坐标系下的离散单元法软球模型在二维空间对单孔射流流化床内气固两相流动进行了数值模拟。其中颗粒相采用离散单元法,气相的计算采用SIMPLER算法,气固两相间遵循牛顿第三定律建立耦合模型,并用FORTRAN语言编程计算来实现。在假设不考虑传热、燃烧及颗粒转动的条件下,模拟得到了流化床内上下两层颗粒的运动和混合情况、气固两项的速度分布以及颗粒的浓度分布。模拟结果表明:由于受到空气射流的影响,流化床内存在强烈的颗粒返混和内循环现象。固体颗粒在横向和纵向都存在一定的浓度梯度,在空间中的碰撞次数分布也有不同,颗粒浓度高的地方颗粒碰撞和混合会更剧烈。     

流化床轴径向混合特性的数值研究

结合离散单元法模拟,引入Ashton混合指数动态跟踪流化床内物料混合进程。颗粒速度分布和气固流动特性分析显示,内部颗粒循环尺度是影响床内混合方式的重要因素。气泡以轴向上升运动为主,加之颗粒自重作用,床内颗粒循环贯穿整个床层高度,颗粒能够实现快速整体混合,轴向具有明显的对流混合特征;另一方面,气泡径向运动彼此约束,内部颗粒循环径向呈现区域化分布,不同区域间的颗粒横向运动受到抑制,以扩散混合为主;相同条件下,轴向混合速度是径向混合速度的3.5倍。模拟所得混合时间尺度与颗粒速度在量值上与相关文献试验结果具有良好的一致性。     

分区流化床内床料的横向迁移和传热特性

在自建的水平循环分区流化床冷态实验台上,采用示踪剂法和传热探针法,分别研究了分区流化床内床料的迁移特性和探针的传热特性;分析了流化风速、颗粒粒径、隔板高度、引射风量、探针位置和取向等因素对传热、传质特性的影响。研究表明：随着流化风速、初始床高和引射风量的增加,颗粒迁移量增加;在相同流化风速条件下,低床区的抛撒量明显高于高床区。当流化风速超过最小流化风速,传热系数随流化风速的提高迅速增加,且达到最大值,然后稍有下降;传热探针背风面的传热系数总体上比迎风面的大;传热系数随床高的增加呈现下降的趋势。总体上,颗粒横向迁移对传热效果的提高有利,在颗粒稳定迁移条件下传热系数的提高值约为30%。     

矩形截面流化床内颗粒运动可视化试验研究

将高速摄影和颗粒图像测速(PIV)技术结合，以空气作为流化介质，0.1~0.65mm透明玻璃珠为床料，对不同截面风速下矩形截面流化床内过渡区和稀相区的颗粒速度分布进行了分析。试验表明：过渡区截面突变造成颗粒的运动流场发生偏转，颗粒横向运动明显增强；稀相区的出口效应和矩形截面的角落效应对截面上的颗粒速度分布有重要影响。越靠近出口颗粒的横向运动越剧烈。出口效应对颗粒横向速度分量的影响要大于对轴向速度分量的影响，横向速度分量是影响稀相区颗粒宏观运动规律的主要因素。截面风速增大，使得测试区域的颗粒速度分布的不均匀性加剧。为减小锅炉磨损，对截面突变区域要使用圆滑过渡，减少不规则区域的存在；选择合理的出口结构和截面风速，同时要考虑角落防磨。     

图像法用于气-固两相流化床中气泡行为的研究

利用高速CCD拍摄气一固两相流化床中气泡的运动行为,通过对气泡边界的识别得到了气泡中心坐标,并计算了气泡面积和上升速度。试验发现,气泡在床层上升过程中长大,上升速度变快;气泡的上升速度和产生频率随着气体流量的增加而增大;如果流化风速较高,流化床中容易产生2个或2个以上的气泡,并会发生气泡的聚并现象。     

利用煤焦油改善上湾煤成浆性的研究

上湾煤表面含氧基团较多,亲水性强,对成浆不利.利用煤焦油对上湾煤进行改性,即在上湾煤磨制过程中加入一定量的煤焦油,使得疏水的煤焦油对上湾煤表面富含亲水性基团的部分进行覆盖.通过接触角试验发现,经过改性的上湾煤表面疏水性显著提高,在一定浓度下表观黏度下降,最大成浆浓度达到62%以上.     

利用燃煤流化床飞灰固化垃圾焚烧飞灰的试验研究

为抑制垃圾焚烧飞灰中有害重金属的浸出,利用燃煤流化床飞灰作固化剂对其进行固化处理。试验结果表明：燃煤流化床飞灰对垃圾焚烧飞灰中重金属Ni、Cr、Pb、Cu、Zn的浸出有一定的抑制作用,而对Cd作用不大;随着燃煤硫化床飞灰掺混比例的增加以及固化体固化时间的延长,垃圾焚烧飞灰中重金属浸出率有所减少,其中Ni、Cr、Cu的减少较为明显。     

循环流化床锅炉动态数学模型与仿真研究

循环流化床锅炉是一个分布参数,非线性、时变、多变量紧密耦合的对象,文中对其建立了动态数学模型,仿真了在参数变动下锅炉的动态特性,针对－３５ｔ／ｈ循环流化床锅炉进行了动态仿真计算,仿真了给煤量与送风量降低及突然断煤事故,计算结果表明所建立的模型可以准确反映所仿真锅炉的动态特性。     

基于戴维南等值的系统参数跟踪估计

提出了一种在线调控和估计电压稳定裕度的新方法在ｚ－Ｖ空间进行戴维南参数估计,由ｚ－Ｖ空间供应侧特性迭代修正,进行系统等值戴维南参数跟踪。在不同的有效测量数据条件下,该方法能较精确地跟踪系统的等值戴维南参数。与ＳＭＡＲＴ装置比较,该方法具有易于识别不良测量数据,收敛速度、数值稳定性好的特点。     

新型流化床颗粒层过滤器过滤性能的研究

介绍了在实验室规模的三维冷态试验台上，用黄砂作床料，用激光粒子动态分析仪（ＰＤＡ）测定新型流化床颗粒层过滤器（圆柱形过滤元件）过滤性能的试验研究的结果。研究结果表明，在实验条件下，经新型流化床颗粒层过滤器过滤后的清洁气流中，微细尘粒的平均粒径为５μｍ左右，体积流量为０．９０８×１０－４ｃｍ３／（ｓ·ｃｍ－２）左右。     

滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究

寻找合适的算法是微机保护的一个重要任务。作者的目的是在目前国内外有关微机保护算法的文献中寻找一种兼顾精度与速度,并适合微机保护的“最佳”算法。为此通过大量的仿真计算,对各种算法的计算精度与计算速度进行了对比。首先给出微机保护常用算法中傅里叶算法及改进傅氏算法、卡尔曼算法和递推最小二乘算法对含非周期分量故障信号计算方法,分析各算法的误差来源和频谱特性,然后进行仿真计算方法,分析各算法误拳来源和频谱特性,然后进行仿真计算,在采样率分别为12点／周、20点／周40点／周上,在80P51XA16位单片机上各算法的计算精度进行了对比计算。得出了采用并联补偿的傅氏算法且选择采样率为20点／周的方案是能兼顾精度与速度的“最佳”组合方案的结论。     

两段式干煤粉加压气流床气化试验研究

介绍了西安热工研究院有限公司36 t/d加压气流床气化中试装置主要设备、工艺流程及工艺条件,给出了3个煤种在3.0 MPa条件下,一段投煤与两段投煤气化试验结果的主要数据。试验结果表明,两段式气化过程优于一段式气化过程。     

底渣流态化分选机理的试验研究

对流化床冷渣器分选器中的粗细物料分选机理进行了冷态试验,结果表明:当分选器内的表观速度达到细颗粒的终端速度后,细颗粒被大量扬析出分选器,而粗颗粒的夹带高度有限,从而实现粗细颗粒的分选;分选器的表观速度和稀相区物料浓度同时影响粗颗粒的夹带高度;分选器采取上大下小的扩径结构,可以在不降低表观速度的条件下降低粗颗粒的夹带高度.     

利用智能型模拟退火算法进行开关磁阻电机磁极几何形状的优化

通过对模拟退火算法(简称SA算法)进行深入研究发现，SA算法在寻优过程中随机产生的新点仅与当前状态有关，而与已搜索过空间的状态及其目标函数值毫无关系，这就浪费了大量有用的信息，因而SA算法最大的缺点是在搜索寻优过程中存在较大的盲目性。为此，该文将模糊推理技术用于SA寻优过程，可利用已搜索过的空间信息确定全局最优点所在的区间，从而缩小搜索范围使算法迅速收敛于全局最优点；并可自动去除不可行解，避免了电磁场逆问题计算中大量不必要的磁场计算。应用电磁场逆问题的分析方法，对开关磁阻电动机转子磁极几何形状进行了全局优化设计，在电机主要尺寸不变的条件下，显著地提高了样机的静态转矩。