光纤法测量气-固两相流中的固含率

基于光线照射到颗粒上会发生漫反射这一现象,制作了一种测量气 固两相流中固含率的单光纤探针。对于自由堆积的催化剂颗粒,信号强度随催化剂与探针末端距离的减少而增加。对于其他物体,信号强度随物体与光纤距离的减少先增加后降低,在约1 mm处有极大值。采用板状单摆考察光纤探针对运动物体响应的灵敏性和准确性,实验结果与计算结果一致。分别用压差法和光纤法测量流化床中的固含率并进行比较,固含率较高时,压差法与光纤法的固含率基本相当;受颗粒间遮挡的影响,当固含率较低时,光纤法测得的固含率偏高。提供了一种一定范围内气 固两相流固含率的在线测量方法及原理,丰富了多相流测量理论和实践体系。     

气固流化床中双组分颗粒分离的研究进展

介绍了双组分颗粒混合与分离机理、分离状态的判定、混合指数和最小流化速度。同时讨论了气泡破碎、聚并与气泡尺寸及上升速率的关系，指出了气固流化床颗粒分离技术在石油炼制领域的发展方向及其重要意义。     

组合气-固环流床与常规气-固环流床流动特性的比较

针对石油炼制装备中所涉及的组合气-固环流床和常规气-固环流床,通过大型冷模实验对二者整体流动特性和局部流动特性进行了对比研究。结果表明：在导流筒区表观气速、环隙区表观气速和床层内颗粒静床高度相同的条件下,组合气-固环流床和常规气-固环流床的导流筒区整体平均固含率、环隙区整体平均固含率及两区整体平均固含率差差别较小,组合气-固环流床内的颗粒环流速度较大。在床层各区域局部流动特性上,在分布器区和导流筒区下部,组合气-固环流床的局部固含率和颗粒速度均较大;在导流筒区中部,二者的局部固含率和颗粒速度均差别较小;在导流筒区上部和气固分离区,组合气-固环流床的局部固含率较小,颗粒速度较大;在环隙区,二者的局部固含率差别较小,而组合气-固环流床的颗粒速度较小。     

大差异颗粒气固流化床传热特性实验研究

通过实验研究了气固流化床中不同温度的大差异颗粒间的传热特性.实验结果表明,在气固间传热系数范围为40-450 W/(m2·K),给定气速条件下,气固间传热系数随着床温的升高而增大;床温固定时,传热系数随着气速变大先增加,当超过细颗粒带出速度后又随之降低;流化床内颗粒越小,颗粒对流传热越明显.根据相关文献,将气固流化床传热系数实验结果进行了对比关联,为新型双组分流化床换热、分级系统的设计和开发提供参考.     

气固流化床分布板死区的声发射检测

在φ250 mm 的流化床中,采用空气-聚乙烯颗粒体系和3种不同结构的气体分布板进行流化实验,通过声发射检测装置采集气体分布板下方不同位置的声信号,分别考察了3种小同结构的气体分布板上流化死区的存在情况与位置分布。实验结果表明,分布板局部的声信号平均能量可以反映对应位置的颗粒活跃程度,定义了颗粒活跃程度指数 R_i,并提出以 R_i=0.6作为流化死区存在的判据。声发射技术能有效地检测流化床分布板上的流化死区,对分布板的设计以及工业生产的故障监控都具有积极的意义。     

气-液-固三相合成二甲醚技术进展

综述了气-液-固三相二甲醚的合成技术进展,介绍了所取得的最新研究成果及动态。     

气固流化床中光纤脉动信号的R/S分析

通过重标极差分析法(R/S)分析对气固流化床中光纤脉动信号进行解耦,计算Hurst指数(H),考察了H随表观气速和床层径向位置的变化规律,以及颗粒粒径对流化床流化质量的影响;同时采用基于统计矩的多重解耦方法对信号进行解耦,并对两种解耦结果进行对比。实验结果表明,光纤脉动信号中的周期成分代表流化床中的气泡。随着床层径向位置的增加,H逐渐增大;随着表观气速的增大,H逐渐减小,表明在流化床中,床层中心处的气泡数量多于边壁处的气泡数量。催化裂化(FCC)催化剂/硅微粉混合颗粒的H小于FCC催化剂颗粒的H,表明FCC催化剂/硅微粉混合颗粒流化床具有更好的流化质量。     

小波包分析识别气液固三相流流型

气-液-固三相流化床因混合均匀、相间接触面积大、传热传质速率快且温度易于控制等优点在工业领域广泛应用,但气-液-固三相的流动复杂且难以测定。利用小波包分析方法,计算经4层小波分解后各个频带的能量占比,利用能量占比特征对气-液-固三相流的流型进行识别。实验结果表明,利用小波包多分辨的优点,可以有效提取气-液-固三相流的流型特征;利用小波包能量占比特征可以准确地识别气-液-固三相流流型,有效识别率达90.95%,可为封闭或浑浊体系中气-液-固三相流流型的判别提供借鉴。     

颗粒碰撞恢复系数对循环流化床提升管内气固流动模拟的影响

将基于能量最小多尺度方法的曳力模型耦合到欧拉-欧拉双流体模型中,采用全滑移边界条件处理壁面处的颗粒相,对颗粒相为Geldart A类颗粒的循环流化床体系进行了模拟研究。考察了6种颗粒碰撞恢复系数(ess)(0,0.5,0.8,0.9,0.99,0.995)对提升管内轴向空隙率和颗粒循环量等气固流动特性的影响。模拟结果表明,由6种ess计算的轴向空隙率分布结果均呈现典型的底部密相区、中间过渡区和顶部稀相区的"S"型分布;ess较大(0.99,0.995)时能够提高提升管内轴向空隙率分布预测值和实测值的吻合程度,预测值更真实。;当ess=0.99,0.995时,提升管底部的颗粒相浓度分布预测结果呈现典型的"环-核"结构特征;ess对提升管底部颗粒相浓度和速度径向分布的影响较大。     

循环流化床反应器气-固两相接触效率研究方法分析

概述了循环流化床反应器气固接触效率的研究方法,主要包括热脉冲法、一维模型法、染色法、CO_2气体示踪法及O_3催化分解法。从实验原理和测定方法入手,分析了气-固两相接触效率研究的优势及局限性,指出了建立合适的描述气-固两相接触行为模型仍然是循环流态化领域的研究热点。     

气固并流下行快速流化床反应器颗粒运动规律的研究

在内径140mm气固并流下行快速流化床,采用FCC颗粒,在局部颗粒速度、局部颗粒浓度测量的基础上,研究了床层截面平均颗粒浓度、截面平均颗粒速度、局部颗粒速度径向分布以及局部颗泣流通量的变化规律,并回归得到计算床层截面平均颗粒浓度、平均颗粒速度和局部颗粒速度的关联式,深化了对气固并流下行快速流态化的认识,为工业反应器的设计和放大提供了依据。     

循环流化床煤粉气化炉内气固三维流动特性数值模拟

采用基于气相k-ε湍流模型、颗粒相颗粒动理学模型的欧拉-欧拉双流体模型,对循环流化床煤粉气化炉内气体和颗粒两相三维流动特性进行了冷态数值模拟,得到了炉内颗粒体积分数、颗粒速度的分布情况以及进料管与回料管的颗粒扩散距离。模拟结果表明,循环流化床煤粉气化炉内呈现下部密相区、上部稀相区的颗粒分布特性。     

磁-流场耦合气-固流化床气含率的模拟

在内径0.16 m、高2.0 m的磁-流场耦合气-固流化床内,以空气为气相、掺杂铁粉的纳米SiO_2(平均粒径16 nm和48nm)为固相,应用Fluent软件将磁场模型与Fluent软件中的传统模型结合,模拟研究磁-流场耦合气-固流化床内磁场强度对局部气含率、平均气含率和轴向压力波动均方根的影响规律。模拟结果表明,随磁场强度的增加,局部气含率和平均气含率均增大,局部气含率径向分布的非均匀性增大;在一定磁场强度下,随颗粒粒径的增大,局部气含率及其径向分布的非均匀性均增大;在低磁场强度作用下,床内的局部气含率变化明显,多处出现大气泡;在高磁场强度作用下,床中局部气含率变得较均匀;随磁场强度和床层轴向高度的增加,床层内局部压力波动均方根增大。     

深型空气重介流化床密度均匀性研究

采用床层空间各处局部压降波动表征深床层密度在径向分布的非均匀性结构,并通过布风结构的设计探索了由布风室结构改变优化深床密度分布的可行性。在床体直径为600 mm,初始床高为520~760 mm流化床中进行实验。研究表明,预布风室结构的改变可以有效改善床层密度径向分布均匀性,在新型布风室作用下床层径向高密度区域由集中于床层中轴部变为分散于床层四周,且床层密度均匀分布的区域范围也明显增加。床层密度径向分布随着流化气速的增加高密度区域先减小再增加,当流化数为1.6时,密度分布标准差为最小值0.1035 g/cm³;随着初始床高的增加,床层径向密度分布规律越来越不明显,且波动越来越剧烈;此外,处于最均匀状态下的深床层分选50~150 mm大块煤时,可能性偏差达到0.042 g/cm³。     

气固流化床中空隙率波动信号的自由度数确定

确定气固流化床体系的自由度数是对该系统进行定量描述的前提和基础。本文采用小波分析方法,将气固流化床中空隙率波动信号进行小波变换,以相空间重构和混沌分析理论为基础,通过G-P算法和Liangyuechao提出的方法计算空隙率波动信号小波系数的最小嵌套维,从而确定了气固流化床中空隙率波动信号的自由度数,并对两种确定最小嵌套维的方法进行了比较。     

纵向涡发生器排数对三维喷动床内气-固两相流动影响数值模拟

为了研究纵向涡流对柱锥体喷动床内颗粒横向混合规律的影响,采用双流体模型对带纵向涡发生器喷动床内的气 固两相流动规律进行了数值模拟,分析了纵向涡流效应及纵向涡发生器排数(1~3排)对喷动床内颗粒相运动规律的影响。结果表明,纵向涡流能够有效地增加喷动床内近环隙区域颗粒的体积分数,使得颗粒沿径向分布更加均匀。其中2排纵向涡发生器能够使喷动床内整体颗粒体积分数沿径向分布实现最均匀状态。纵向涡流能够有效增加喷动床内颗粒的径向速度,强化气体、颗粒的横向混合,进而有效地降低了颗粒拟温度。     

流化床气体分布板结构对流化特性的影响

In the present paper, the experimental method and computational fluid dynamics (CFD) method were used to investigate the effect of gas distributors with different orifice size and orifice pitch on fluidization characteristics in gas-solid fluidized bed. The distributor pressure drop, bubble evolution, bed pressure drop and the distribution profile of solid volume fraction were investigated with using the four types of gas distributor plates. Euler- Euler two fluid model(TFM) approach based on the kinetic theory of granular flow (KTGF) and Standard k-epsilon turbulence model were employed in the numerical simulation with using ANSYS Fluent 15.0. The results showed that the orifice size and orifice pitch of gas distributor plate have the significant influence on the flow characteristics in gas-solid fluidized bed. With decreasing orifice size and orifice pitch of gas distributor plates under the same opening area, the distributor pressure drop, the initial bubble size and height of dead zone just above distributor was decreased, and the bed pressure drop was more increased than that of the larger orifice size and orifice pitch of distributors, the distribution of solid volume fraction was also more homogeneous for the small orifice size.     

变径提升管内颗粒流动特性的研究

采用提升管冷模实验装置,对40mm/20mm和24mm/12mm两种变径提升管和一种20mm单一直径提升管内的颗粒流动特性进行实验。考察了颗粒循环速率(Gs)和气速对变径提升管平均固含率(εs)和截面平均颗粒速度(Up)的影响。实验结果表明,采用变径提升管可改变固含率(εs)和Up分布;40mm/20mm变径提升管扩径段εs保持在0.1～0.3之间;提高Gs或降低气速,截面径向各点的εs都增大。提高Gs会导致Up增大。增大气速对扩径段Up的影响不明显,但会明显提高缩径段的Up。40mm/20mm提升管扩径段εs达到0.20以上,比24mm/12mm提升管扩径段的εs提高30%。相同气速和Gs下,40mm/20mm提升管扩径段底部的εs达到0.25,是20mm提升管的2～3倍。     

带孔型锥型分布板结构对流化床内流动特性影响

针对现有技术对分布板流化床内部流动情况难以测量的问题,建立了三维流化床双欧拉流体模型,采用Realizable k-ε湍流模型与Godaspow拽力模型对不同开口角度带孔型锥型分布板流化床流动特性进行数值模拟计算.结果表明,带开口角度锥型分布板流化床比平面分布板流化床内近壁面固含率更低,且锥型分布板流化床内流体更倾向于...