液固循环流化床换热器中固体颗粒分布

利用CCD图像测量与数据处理系统对多管液固循环流化床换热器中的两相流动特性进行了研究。探讨了下管箱中的分布板结构对固体粒子的体积分数分布、固体粒子的速度分布,以及液固两相流压降的影响。实验结果表明:在循环流化床换热器进口段安装适当结构的多孔板分布器,即多孔板的面积小于床层截面积,且床中心处的遮挡面积大于边缘处的遮挡面积,可以有效地提高固相速度的均匀程度,在较高流速下,能较好地改善固体颗粒在管束中的不均匀分布。     

液固分布器的数值模拟和结构优化

流化床内液固两相流的均布问题一直是制约流化床发展的难点。本文采用颗粒动力学双流体模型来描述液固两相流，应用CFD方法模拟了二维液固流化床换热器下管箱中的流场流动特性，并用模拟手段优化了下管箱中液固分布器的结构参数。模拟结果与试验值吻合较好，模拟结果表明：在V型挡板角度小于滑落角的挡板型式下，多孔板的开孔率在35%左右，开孔直径大小在12mm左右时，下管箱中固含率的不均匀度最小，这种结构参数下液固分布器的分布效果最好。     

水平液固循环流化床颗粒分布状况的实验研究

为使水平液固循环流化床换热器更好地强化传热和防垢、除垢,管中颗粒的分布是关键,因此对卧式换热器前管箱进行改造,采用双进料口并在前管箱加入挡板,使得颗粒在管路中分布均匀。在实验中自行设计了一套水平多管液固循环流化床实验装置。采用CCD图像采集系统,获得了颗粒的运动及分布状况。研究表明:挡板的角度、颗粒密度等对颗粒分布性能都有较大影响。通过对实验结果的分析,得到了使固体颗粒在管束中分布效果较好的挡板角度以及较适宜颗粒分布的运行参数,以指导工程放大应用。     

组合式液固分布器中预分布器结构优化

介绍了一种用于液固循环流化床换热器中的组合式固液分布器。利用体积容积法、U形管压差计和刻度尺研究了固液预分布器的结构形式在不同表观液速和液体黏度下对各管束中的固含率、下管箱静压降及床层高度的影响。采用标准差函数进一步衡量了管束间固含率的均匀程度。实验结果表明,双层挡板式预分布器在较低的下管箱静压降和床层高度下能将固体颗粒均匀地分布到各换热管束中。     

高浓度电除尘器入口封头气固两相流动的近流线数值模拟

利用近流线数值模拟方法,采用与大型高浓度电除尘器入口封头原型完全相同的1∶1的几何模型,详细真实地模拟了入口封头及其内部具有复杂结构的预除尘角钢和两层开孔达数万个的气流分布板.采用可实现性k-ε模型和随机颗粒轨道模型,对其气固两相流动进行了数值计算,得出了气相速度分布、颗粒浓度分布和流动阻力分布特性.计算结果与工业性试验数据进行了比较,两者吻合较好,提出并证明了利用近流线数值模拟方法可以详细真实地模拟高浓度电除尘器入口封头内部结构及其气固两相流动.计算和试验结果均表明,所研究的高浓度电除尘器入口封头,其出口处气流分布为中间区域偏低,四周区域偏高;其预除尘效率约为27.6%左右,其流动阻力高达766Pa.     

图像处理技术在稀相气固两相流粒度测量中的应用

利用高速摄影仪对冷态流化床内气固两相流动进行了图像采集.通过MATLAB软件对某时刻二维平面上的固体颗粒图像进行了预处理、二值化、粘连颗粒分割及颗粒标号等处理,较准确地得到了固体颗粒的粒度分布,并且研究了不同高度、不同截面颗粒的粒度分布与浓度分布状况,为今后进一步研究流化床内气固两相流动特性与粒度分布之间的关系奠定基础...     

固液分布器中主分布器的实验研究

在不同结构形式的主分布器条件下，研究了表观液速对换热管中固含率、下管箱内床层高度、静压降及平均固含率的影响。利用体积容积法测量了换热管束中的固含率、刻度尺测量了下管箱中的床层高度、U形管测量了下管箱的静压降，并运用差压法测量了下管箱中平均固含率。采用不均匀度函数衡量了不同结构条件下管束间固含率的不均匀程度。实验结果表明：在换热管下方增加优化后的主分布器可以均匀分布固液两相；主分布器直径变化时对下管箱内流动特性的影响大于主分布器轴向位置改变时的影响。     

反应沉淀法制备亚微米粒子的粒度分布模拟与实验验证

采用基于粒数衡算方程及物料衡算方程的数值模拟方法模拟了包括反应、成核、生长及凝并的反应沉淀制备亚微米粒子的过程,其中颗粒间的凝并过程采用分级模型来模拟,产物颗粒的粒度分布（PSD）由离散化的粒数衡算方程求得.以BaSO₄的反应沉淀体系作为研究体系,将实验测量数据与数值模拟结果进行对比,验证了所构建的数学模型的正确性与适用性.应用此模型进行分析,发现沉淀时间、产物过饱和度及凝并对粒度及粒度分布有着显著的影响.在此基础上,提出了反应沉淀法制备亚微米粒子过程中颗粒粒度及粒度分布的控制方法.     

循环流化床换热器中液固二相流的数值模拟

在循环流化床换热器的流体中加入固体粒子,可以对边界层有扰动作用,加快换热器中的传质与传热.对流化床换热器中的液固二相进行数值模拟,分别讨论了固体粒子对液体动量方程、k-ε方程及能量方程的影响,在单液相方程的基础上进行修正,建立了相应的液固二相流控制方程,确定了物理模型及边界条件.利用FLUENT进行数值计算,分别讨论了...     

多喷嘴对置气化炉气体停留时间分布

采用实验测量与数值模拟相结合的方法研究多喷嘴对置气化炉的气体停留时间分布及平均停留时问.数值模拟采用Fluent软件获得气化炉内的湍流流动情况,在此基础上运用标量输运方程得到气化炉内的气体停留时间分布函数,实验采用计算机自动控制系统进行停留时间的测量.分别计算了停留时间分布函数及平均停留时间随空气流量的变化,实验与模拟的结果相互吻合.     

水平双管程液=固循环流化床中颗粒分布和压降

为促进流化床换热防垢节能技术在水平双管程换热器中的应用,设计和构建了一套冷模透明水平双管程液-固循环流化床换热装置。以水和聚甲醛颗粒为工质,利用电荷耦合器件（CCD）图像测量和处理系统及压差传感器,考察了颗粒加入量（0.50%~1.25%）和循环流量（6~11 m³·h^-1）对颗粒分布和压降的影响。结果表明：上管程的颗粒分布更为均匀,下管程内存在“死区”,上、下管程的固含率均沿重力方向增大。上管程的颗粒分布不均匀度随循环流量的增加而波动,下管程则先迅速增大再逐渐减小。上、下管程的颗粒分布不均匀度均随颗粒加入量的增加而波动。压降比率随循环流量和颗粒加入量的增加而波动,在实验范围内的最大值为18.3%。绘制了操作参数对颗粒分布和压降影响的三维图,以确定较适宜的操作参数范围。     

循环流化床蒸发器中的压降与颗粒分布的研究

为研究汽-液-固三相多管循环流化床蒸发器中的压降和颗粒分布特性,设计并构建了汽-液-固多管循环流化床蒸发系统。利用压力传感器、CCD图像采集和数据处理系统,研究了液体循环流量、热通量、颗粒加入量等参数对于加热管束中压降和颗粒分布的影响。结果表明：随着液体循环流量和颗粒加入量的增加,颗粒分布的不均匀度明显降低,管束压降变大;随着热通量的增大,颗粒分布的不均匀度降低,管束压降呈现波动状态,但管束压降值始终小于加热功率为0时的值。     

固定床反应器中气液分配器的流体力学性能

设计了一种底部带有碎流板的新型管式气液分配器。以水和空气代替工业上的原油和氢气进行冷模实验。实验过程为:水由水箱经水泵抽出,经液体流量计计量后进入实验塔上部的气液扩散器,气液两相流经急冷箱冷却后同时向下通过分配器。进入到接液装置的液体通过橡胶管导入到放置在地面上的17个标有编号的量筒中,未进入接液装置的液体流入水箱,气体则排放到大气中。最后用U形管差压计测量分配器的压力降。实验研究了该分配器的分配性能、压力降损失、气液相操作弹性和分布不均度,优化并确定该分配器的结构形式和结构参数。结果表明,该分配器的最佳工作条件为:液相量为0.3m³/h左右,气相量为20~30m³/h。     

Salt-Water Purification (second edition) : K.S. Spiegler,Plenum Press,New York,N.Y. and London 1977, $23.40.

Laboratory and pilot scale tests were carried out to obtain an efficient liquid distributor that could be easily manufactured and installed on thin film vertical tube evaporators.Experimental results compare screw-type with cone-type distributors and show that the former ones guarantee an adequate loss in head and a proper distribution of the feed on the tube periphery and among tubes in a bundle.Heat transfer coefficients for smooth tubes are appreciably higher with this type of distributor than with a cone-type one. Liquid pressure drops and overall heat transfer coefficients are in fair agreement with predictions from mathematical models.     

管间支撑物的结构对横纹槽管管束传热强化性能的影响

通过对壳程流体纵向冲刷型管壳式换热器的传热与流体阻力实验,比较了横纹槽管管束在折流杆支撑和空心环支撑两种情况下的传热强化特性,发现空心环管间支撑物比拆流杯管间支撑物有较好的性能.此外,还报道了用激光测速测量壳程流体在管间支撑物条件下的流速分布,分析了管间支撑物结构对传热性能的影响.     

含固体粒子旋转流强化流体传热的实验及模拟研究

针对管内除垢与防垢及强化传热问题,对工程上应用较广的扭曲管、扭带管中旋流场内低浓度液固流场综合性能进行实验及模拟研究. 结果表明,含粒子旋流场可提高流体湍流强度,与圆管相比,扭曲管和内插扭带圆管均有较好的旋流效果,相同Re下扭曲管的换热系数提高18.7%~30.1%,阻力系数提高13.1%~181.8%,综合性能评价因子平均提高15.5%,高于圆管和扭带管;而扭带管的换热系数比圆管提高5.6%~32.9%,阻力系数最高. 对扭曲管内粒子传热性能进一步优化,模拟值与实验值的误差为10.7%~12%. 旋流作用有利于提高液固流场的综合性能,但较高流速下该综合性能则逐渐降低.     

H型翅片管阻力系数变化规律的数值模拟预测

为辅助复杂烟气流场条件下烟气冷却器管外阻力设计计算,本研究提出一种基于翅片管数值模拟的阻力系数预测方法,对不同行列数翅片管束在不同烟气来流速度下的流场进行模拟,拟合翅片管束阻力系数及其随行列数变化的趋势。结果表明:翅片管束压降主要由惯性阻力引起;随着列数的增加,管束阻力呈明显上升趋势;增加行数或列数,翅片管惯性阻力系数降低,当行数或列数大于4时,惯性阻力系数的下降趋势变缓。利用本研究提出的流场模拟方法预测翅片管束阻力系数,可较好辅助烟气冷却器阻力设计计算。