采用激光示踪法观测流化床中气泡对固体颗粒运动的影响

研究流化床中固体颗粒的运动规律,对改进流化床反应器的数学模型是十分必需的。本文通过激光示踪法观察了固体颗粒在气泡作用下的不同运动方式,测定了在各种气泡直径下的尾涡更新长度及不同床层高度下颗粒的循环量。试验结果表明床内各截面颗粒循环量是随着该截面距分布板高度的增加而增加的。在对尾涡体积与气泡体积之比f_ω进行推算后,提出f_ω随气泡体积增加而增加的假定,同时进行了理论分析。     

蒸发热水塔内固体颗粒对气泡运动的影响

以蒸发热水塔为研究对象进行可视化实验,借助高速摄像机以及图像处理软件研究热水塔内单孔筛孔塔板上方单个气泡的运动周期及运动特性,孔径为3 mm,在蒸汽中加入不凝性气体N2和N2/固体颗粒的混合物,研究固体颗粒对气泡生成、破碎与过程的影响。实验结果表明:气泡整个生长周期包括生成区、上升区、破碎区。气泡长径比在生成区由大变小,在上升区先增大后减小,在破碎区增大趋势明显;气泡的等效半径在整个运动周期中一直增大,其中在生成区的增大速度最快;生成区气泡的Y向运动速率呈现增大趋势,上升区以及破碎区气泡的上升速率平稳波动。当N2带入煤粉颗粒后,发现气泡的上升区时间比例大大降低,破碎区的占比增加明显,有利于塔内的热质传递。     

蒸发热水塔内固体颗粒对气泡运动的影响

以蒸发热水塔为研究对象进行可视化实验,借助高速摄像机以及图像处理软件研究热水塔内单孔筛孔塔板上方单个气泡的运动周期及运动特性,孔径为3 mm,在蒸汽中加入不凝性气体N₂和N₂/固体颗粒的混合物,研究固体颗粒对气泡生成、破碎与过程的影响。实验结果表明：气泡整个生长周期包括生成区、上升区、破碎区。气泡长径比在生成区由大变小,在上升区先增大后减小,在破碎区增大趋势明显;气泡的等效半径在整个运动周期中一直增大,其中在生成区的增大速度最快;生成区气泡的Y向运动速率呈现增大趋势,上升区以及破碎区气泡的上升速率平稳波动。当N₂带入煤粉颗粒后,发现气泡的上升区时间比例大大降低,破碎区的占比增加明显,有利于塔内的热质传递。     

振动流化床中气泡和颗粒运动特性的数值模拟

基于欧拉模型,应用计算流体力学软件Fluent,数值模拟了二维振动流化床的颗粒运动特性,考察了振动流化床内气泡和颗粒速度的分布规律。模拟结果发现:由于振动的作用,床底部与布分板之间会形成间隙,促进了大气泡的形成;随着振动频率、强度的增加,颗粒运动速度增大,流化床内大气泡的形成减少。     

流化颗粒显示的新方法—颗粒荧光示踪法(摘要)

随着流态化研究的深入,人们对于流化颗粒统计性质外的个体运动、即位移、轨迹、速度等愈来愈感到兴趣。虽然一些照相技术先后被用于这方面的研究,但是这些方法繁琐而不方便,在某些流态化场合甚至不合适。因此急需一种确便而有效的手段来观察流化颗粒的运动。近年来曾有人尝试用荧光物质示踪流化颗粒。然而,这方面的工作还是初步     

固体粒度和垂直构件对流化床气泡特性的影响

本文就不同粒度的固体和不同尺寸垂直构件,对流化床的影响进行了研究。凭借摄影法对气泡的运行情况作了记录,并由此取得定性的初步结论。     

模拟三相流化床中颗粒尺寸对单气泡传质系数的影响

本文在模拟三相流化床中,测量了单气泡的传质系数,实验结果表明颗粒直径对气-液传质系数影响显著。颗粒直径较大时,传质系数有明显提高。     

循环流化床提升管中固体颗粒停留时间的分布

在内径１４０ｍｍ，高１０ｍ的循环流化床提升管中，采用磷光颗粒示踪法对床内固体颗粒的停留时间分布进行了测定。在气速１．５～９．０ｍ／ｓ，固体循环量１０～１４０ｋｇ／ｍ２ｓ的范围内，实验测得的停留时间分布曲线均有明显的双峰分布。这种双峰分布是由于提升管中弥散颗粒和颗粒团共同作用的结果。本文提出的一维两组分扩散叠加模型可较好地描述提升管中固体的混合行为。考察了在实验条件下，操作条件对固体混合行为的影响。发现：气速及固含对颗粒的轴向Ｐｅｃｌｅｔ数影响不大，提升管中颗粒的返混主要是由于颗粒团引起的。将研究结果与近期文献报道的其他研究进行了对比     

热示踪法测量循环流化床中颗粒循环速

通过颗粒示踪和热示踪两种方法对鼓泡循环流化床中的颗粒循环速度进行了实验研究,实验结果表明：热示踪方法和颗粒示踪方法测量鼓泡循环流化的移动床中颗粒速度在一定范围内是一致的。但热示踪方法还存在一定的局限性,还需要进一步从理论和实验上完善。     

热示踪法测量循环流化床中颗粒循环速度

通过颗粒示踪和热示踪两种方法对鼓泡循环流化床中的颗粒循环速度进行了实验研究。实验结果表明：热示踪方法和颗粒示踪方法测量鼓泡循环流化床的移动床中颗粒循环速度在一定范围内是一致的。但热示踪方法还存在一定的局限性,还需要进一步从理论和实验上完善     

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。     

气固摆动流化床的气泡运动特性

气泡现象是气固流态化的基本现象之一,了解摆动床气泡特性对推动流态化技术的海上应用具有重要意义。采用二维床及B类玻璃球颗粒的摆动床,通过对图像进行分析,研究了气泡在摆动过程中不同时间段的上升特点;提出了“热区图”方法,发现在较高表观气速时存在气泡聚集方向转换“滞后”于床体姿态转换的现象,原因为颗粒所受科氏力使其向摆动反方向聚集,抑制气泡聚集方向的转换;对IOP曲线的分析结果表明,气泡在床内分布位置、气泡平均尺寸及气泡生成与破裂频率等时均特征介于倾斜床与直立床之间;操作气速增加会使摆动床内气泡平均尺寸及气泡生成破裂频率都增加;摆动幅值增加只会使气泡生成与破裂频率明显增加;摆动周期对两者的影响均不明显。     

流化床中气泡的汇合长大

本文总结了前人观察到的大量现象,提出了气泡沿床高长大的简化模型,从理论上导得了气泡长大的计算方程,并用已有的大量实验数据,确定方程中的常数,最后得到了可供实际应用的气泡沿床高长大的计算方程式,分布板处气泡初始直径的计算方程式;鼓泡区高度h_B的近似计算方程式。     

用单元胞模型数值模拟气泡群中气泡的运动

用数值方法模拟了气泡群中Reynolds数为50的气泡的运动,以单元胞模型体现气泡群中气泡间的相互作用。数学模型用完全的流体力学方程、以流函数-涡度为变量来描述变形气泡周围的液体流动,控制方程在贴体正交坐标系中、以有限差分法离散后数值求解。模拟结果表明,气含率对气泡阻力系数和气泡偏心率有很大的影响,与理论分析较符合。但单元胞模型预测的阻力系数与基于爬流中球形气泡的理论值相比,在数值上偏高很多。采用无剪切为外边界条件比用无涡度为外边界条件的模型预测更接近理论公式。预计单元胞模型经进一步改进后可成为处理气泡群的有效工具。     

流化床换热用PTFE/SiO_2固体颗粒的制备及性能

综合考虑二氧化硅(Si O2)微粉和聚四氟乙烯(PTFE)的优良特性,在PTFE粉末中添加不同含量的Si O2,对其进行填充改性,采用糊膏挤出方式,制备不同Si O2含量的复合型PTFE/Si O2惰性固体颗粒,考察了Si O2含量对PTFE密度、硬度和摩擦磨损性能的影响,并将复合固体颗粒应用于汽–液–固三相循环流化床换热器,进一步研究不同Si O2含量下复合固体颗粒的传热性能。结果表明,在PTFE中添加Si O2能显著提高PTFE的密度和硬度,降低PTFE的摩擦系数和磨痕宽度;在Si O2质量分数为12%时,将制成的复合固体颗粒应用于循环流化床换热器中,能够使其膜传热系数相比添加纯PTFE颗粒的增加4.7%,强化传热效果最好;适宜加入流化床换热器的复合固体颗粒体积分数为4%。     

采用流化床换热的固定床反应器(摘要)

<正> 为了有效地从固定床反应器中移出放热反应中释出的热量,目前广泛采用列管式内冷方案,利用某些物料作为载热体,通过列管管壁,将热量移走。 当反应要求控制在250～500℃较高温度范围时,常采用熔盐作为载热体。由于熔盐在常     

气固流化床中气泡流运动特征和空隙率径向分布

The flow behavior of the bubble in gas/solid fluidized bed is studied in multi-scales.A hypotheses of taking dispersed bubble as the continuous medium and the hydromechanics expression based on volume flux are proposed.The mathematical model of radial porosity distribution in the dense zone is developed.The radial distribution of the porosity is parabolic in nature according to the theoretical calculation and the calculated data is consistent with experimental data satisfactorily.     

气固流化床中气泡流运动特征和空隙率径向分布

引言流态化技术在工业领域应用越来越广,但由于流态化行为复杂,许多内在规律还有待于进一步揭示．气固流化床中最基本的特征是颗粒聚集的乳化相与气体聚集的气泡相共存,它的复杂性就在于它的不均匀性和多态性．气固流化床中的不均匀性是由空隙率分布来描述的,然而空隙率的分布目前还未能从理论上得到定量的描述．气固流化床内的空隙率分布与气泡的运动密切相关,因此对床层空隙率的了解最终决定于对流化床气泡运动的研究．在此作者采用流体力学的方法从宏尺度和宇尺度范围来探讨气固流化床内气泡的运动规律,建立相应的多尺度、连续介质…     

多层百叶窗式挡板对三相流化床中固体颗粒轴向分布的影响

针对作者开发的带有导管与多层百叶窗式挡板特殊构型的三相流化床反应器, 实验考察了百叶窗式挡板层数与挡板倾角构型参数、气体与浆液流量操作参数对床内固体颗粒轴向浓度分布及粒度分布的影响.实验结果表明, 百叶窗式挡板的层数是影响固体颗粒轴向浓度分布及粒度分布的主要因素,当百叶窗层数多于15层时, 挡板上下方分区明显.并就挡板影响颗粒分布的可能机制进行了分析讨论.