淘析器内气固两相流动的数值模拟

针对现有淘析器存在分级效率低,粒料中夹带塑料粉尘和部分粒料随气流溢出的问题,采用CFD模拟软件FLUENT6.2对现有淘析器及其改进型淘析器内部的气相流场和粒子运动轨迹进行了数值模拟.气相控制方程采用标准湍流模型,颗粒运动控制方程采用随机轨道模型.模拟结果表明:改进型淘析器可消除现有淘析器出口附近的短路流:加长对流直管段,增加了气固对流时间,强化了气流对粒料表面的剪切作用;淘析区加入格栅,既规整流场,消除静电吸附,又通过碰撞振动提高了粒料表面粉尘的分离程度.     

淘析器内树脂颗粒运动轨迹的数值模拟及应用

采用标准模型和随机轨道模型对新型惯性撞击式淘析器内的树脂颗粒运动轨迹进行了模拟研究,预测了不同粒径颗粒的运动轨迹和速度分布。结果表明：通过在淘析段加入格栅板,使大颗粒在器内的运动路径变长,颗粒与格栅间的碰撞作用促进了粘附在粗颗粒表面上细粉尘的分离;加长对流分离段有利于提高粒料中离散的细粉尘的分离。工业规模实验验证了模拟结果。工业应用结果表明：设备投入运行后,除尘风机的能力得到发挥,没有发生堵料、不下料的状况,设备的除尘能力明显较以前增强,产品的外观质量得到根本改善。     

连续重整装置催化剂粉尘异常分析及应对措施

通过对催化重整装置粉尘异常现象的归纳总结,分别阐述了粉尘异常时还原段、反应器、催化剂输送系统、再生器、闭锁料斗以及分离料斗的现象及危害。同时,从操作和设备两个方面分析了粉尘淘析、进料工况、设备安装、催化剂烧焦等导致的粉尘异常原因,并提出了相应的处理措施。为催化重整装置异常工况的处理及日常操作提供了一定的借鉴意义。     

淘析器内三维湍流场的数值模拟

为进一步提高聚乙烯粒料包装系统淘析器的分离效率,对系统内气相流场进行了研究和分析.采用FLUENT软件和标准K-ε模型对其气相流场进行了三维数值模拟.将计算结果与用热线热膜风速仪测试的流场实验结果对比发现计算结果与实验结果基本吻合,证明了标准K-ε模型适用于淘析器内三维流场的数值模拟.模拟结果表明:该淘析器消除了出口附近存在的短路流现象,解决了粒料溢出的问题;格栅的加入使流场更加对称,有利于细粉尘的分离.     

淘析器内两相流场的数值模拟

采用FLUENT6.2.16对淘析器内的三维气相流场进行了模拟,参照模拟结果分析了影响其分离效果的结构因素,针对可能存在问题的结构设计了多种新结构方案,通过分析对比模拟结果,发现加长对流段、在淘析区加入格栅板的结构更有利于规整流场,促进细粉尘的分离.采用离散相模型对依据此方案设计的新型淘析器内颗粒的运动轨迹进行了计算,估算了淘析器的分级效率和总分离效率.与原淘析器的对比结果表明:该新型淘析器可消除现有淘析器出口附近的短路流,提高细粉尘的分离效率.     

基于半焦为过滤介质的颗粒床过滤器除尘性能分析

为解决粉煤热解工艺中干馏气含尘量较大及颗粒床过滤器滤料再生问题,在颗粒床过滤器除尘实验装置上比较了半焦和石英砂两种滤料的过滤性能,分别采用单因素和正交实验法,考察了表观气速、滤料厚度、滤料粒径和粉尘进料浓度对颗粒床除尘性能的影响。结果表明:多孔介质半焦对粉尘的过滤效率明显高于石英砂;随着过滤时间的延长,除尘效率均呈现先增大后减小的趋势;从过滤质量因子角度考虑,当表观气速为0.35 m/s,滤料厚度为150 mm,滤料粒径为0.83 mm～1.25 mm时,颗粒床过滤器具有较高的过滤性能;粉尘进料浓度增加,在过滤前期除尘效率随之增大,但在过滤后期高进料浓度下除尘效率下降的速率较快。各因素对颗粒床过滤器最大除尘效率影响程度由大到小依次为:表观气速、滤料厚度、滤料粒径、粉尘进料浓度。当表观气速为0.25 m/s,粉尘进料浓度为10 g/m~3,床层厚度为150 mm,滤料粒径为0.38 mm～0.83 mm,除尘效率最大,为99.20%。     

淘析器在POM生产中的应用

通过在POM颗粒输送系统末端增设一台逆洗风淘析器,可有效去除POM颗粒在输送过程中产生的细粉、拉丝,吨POM颗粒脱除细粉0.6 kg左右,成品POM肉眼很难看到细粉和拉丝,大大提高了产品的外观质量.     

减少聚乙烯产品中细粉含量的对策

聚乙烯装置自投产以来,产品中夹带细粉现象日趋明显,用户反映细粉含量问题的频次也有增加。结合系统流程实际情况,观察生产全过程聚乙烯颗粒外表面的变化,找出产生细粉的原因,如聚乙烯产品经过掺混、转贮等工序时,颗粒表面受到摩擦、撞击等外力作用后产生毛刺,在风送过程中毛刺脱落形成细粉。通过优化淘析器除尘效果、增加淘析器空气补充量、定期清除料仓积聚细粉、减少风送系统粒子阻力、实施成品罐不掺混方案等,使细粉含量多的问题得到解决。     

进料位置与风速对旋风分级器颗粒分级效果的影响

根据旋风分级器内气流速度分布特点进行了进料区域划分,运用非稳态离散相模型和分级实验对比了3个代表性进料位置对颗粒运动轨迹及分级精度的影响,分析了1 μm和10 μm颗粒在不同区域内的受力情况。结果表明,边壁区域进料造成粗组分中细粉夹带现象严重,分级精度差;中部进料区域内流场强度大,粗颗粒受离心力强,细颗粒受轴向气流曳力大,有利于减少颗粒在分级区的停留时间,实现粗、细颗粒的快速分级,对改善分级精度有利;中心位置进料延长了粗颗粒的分级运动路程,增加了粗组分跑损的概率,模拟计算15 μm的粗颗粒进入细组分的质量分数达到11.7%。经实验验证,入口气速在10～22 m·s^-1,中部区域进料时分级后粗、细组分粒度分布曲线重合区面积最小,分级粒径比率值平均提高了25.3%,研究结果为离心气流分级设备的进料位置设计提供了一定的指导。     

喷嘴进料对提升管进料段内颗粒浓度分布的影响

在提升管冷模实验装置上考察了喷嘴进料对颗粒浓度径向分布的影响规律. 结果表明,提升管进料段内存在3种形式的颗粒浓度径向分布,在距喷嘴较近的轴向区域,颗粒浓度沿径向呈明显的W形分布,喷嘴进料对颗粒流动的影响很强;在距喷嘴较远的轴向位置,颗粒浓度沿径向呈环-核分布,喷嘴进料对颗粒流动的影响很弱;在二者之间,颗粒浓度沿径向呈弱W分布,喷嘴进料对颗粒流动具有一定影响. 随着喷嘴气速的增加或预提升气速的减小,颗粒浓度逐渐由W形分布转变为环-核分布,喷嘴进料对颗粒流动的影响逐渐减弱. 采用喷嘴射流动量与预提升来流动量比Mj/Mr考察了操作参数及装置结构尺寸对提升管进料段内颗粒浓度径向分布的综合影响. 在实验范围内,动量比对进料段内颗粒浓度径向分布及颗粒流动行为具有明显的影响规律,随着动量比的增加,颗粒浓度逐渐由W形分布转变为环－核分布,操作参数及装置结构尺寸对颗粒流动的影响逐渐减小. 在动量比小于4.21时,操作参数及装置结构尺寸对颗粒流动的影响在H=0.675~1.075 m间的轴向位置基本结束;在动量比增大为4.21时,操作参数及装置结构尺寸对颗粒流动的影响在H=0.375~0.675 m间的轴向位置便已基本结束.     

基于纳米增强相变材料的铜-水热管传热性能分析

基于磁力搅拌和超声振荡处理工艺制备了含有不同质量分数纳米氧化铝颗粒的月桂酸固体悬浮液，并测试其热导率。利用相变材料与普通热管绝热段的耦合方式，通过测量不同加热模式下热管各部分的温度，对热管的性能进行分析。结果表明：月桂酸包裹在热管绝热段周围时，可有效降低蒸发段的温度。加入适量浓度的金属氧化物纳米颗粒后，其导热能力得到强化。热管的冷却性能随着月桂酸中氧化铝纳米颗粒浓度增长，先增长后降低，质量分数1.0%为最佳浓度。相比纯月桂酸与普通热管的耦合模块，加入1.0%的氧化铝颗粒可降低10%的蒸发段温度，降低60%的风机能耗，可在加热期间存储27%的热能。     

Mechanism of elutriation from fluidised beds

Elutriation can be used as a convenient method for classification of particles. However, it has been observed that complete elutriation is not possible. Elutriation stops when the concentration of the elutriating component in the bed reaches an equilibrium value. The rate equation for elutriation has been found to be analogous to that of a first order reversible chemical reaction. In this paper two correlations—one for evaluating the equilibrium bed concentration and the other for the elutriation rate constant have been proposed by relating these quantities with the relevant system parameters.     

基于静电传感器空间滤波效应的颗粒速度测量

颗粒的流动速度是反应气固两相流流动状况的一个重要参数。介绍了静电传感器的空间滤波特性，推导了颗粒流动速度与静电传感器输出信号频率特性之间的关系。在此基础上，提出了一种基于静电传感器空间滤波效应的颗粒平均速度测量方法，并分析了静电传感器结构参数、颗粒截面分布、颗粒速度分布、颗粒尺寸、材料种类以及频率分辨率等因素对颗粒平均速度测量精度的影响。在重力输送颗粒流实验装置上进行了初步的实验研究。理论和实验结果均证明了静电传感器空间滤波颗粒平均速度测量方法的有效性。     

液固环流反应器反应-再生系统结构对液固流动的影响与窜液分析

液固环流反应器以导流筒作为反应室,环隙作为再生室,从而将反应一再生系统集成于一个反应器之中,颗粒分别依靠射流卷吸力和自身重力围绕着导流筒壁上下循环。今采用互相关技术在不同的分布板环管内径、导流筒高度和直径、喷嘴内径条件下,测量了反应器内颗粒速度和浓度分布。实验结果表明,上述结构尺寸分别减小,导流筒内的颗粒速度和浓度均有所提高。但是,环隙中的颗粒流动规律并不完全与导流筒内的一致。最后,探讨了窜液量对反应再生效果的影响,推导出其理论控制模型,并进行了模拟计算。     

New model to calculate the choking velocity of monosize and multisize solids in vertical pneumatic transport lines

The choking velocity is the minimum gas velocity required for the vertical dilute phase transport of a given solids flux. Experimental choking velocities obtained from the literature for both monosize and multisize particles were compared to choking velocities predicted with various published correlations. For monosize particles, Yang's correlation (1983) gave the most accurate predictions. For multisize particles, all the literature correlations gave rather poor predictions. Much more accurate predictions were obtained with a new simple physical model which assumes that an annulus forms along the pipe wall at low gas velocities. Choking then occurs when this annulus occupies approximately 25% of the total pipe cross-sectional area.     

热管式生物质气化炉的模拟

从化学反应和传热两个方面考虑,建立了生物质间接供热气化模型,包括化学反应和传热两个子模型。化学反应子模型可以预测产气主要成分以及气化反应需要的热量,而传热子模型则可以估算热管的总热阻和传热功率。在模型分析基础上,开发设计了热管式生物质气化炉,并对化学反应子模型进行了验证。结果表明生物质间接供热气化模型成功地预测了产气主要成分,在利用热管间接供热的生物质气化产气中氢气含量在50%～60%之间,并且气体热值较高,可达10 MJ·m^-3     

奥氏体不锈钢盘管失效分析

采用化学分析,硬度测验和金相检验,腐蚀产物成分测定等方法对多次发生泄漏的盘管进行检测,对其形成原因进行了分析。结果表明：盘管在服役环境下,其管内循环水系CaCl盐水,在盘管下部焊缝、热影响区水垢形成沉淀浓缩,并在工作条件下形成点蚀坑,从而导致盘管泄漏。     

Time series analysis of the sporadic motion of a single particle at the threshold of hydraulic conveying

Experiments have been performed to investigate the sporadic motion of cubic and rectangular prism particles at the threshold of hydraulic conveying in a pipe inclined at various angles. The particle spends periods of time at rest at the invert of the pipe before moving variable distances downstream; the process then repeats. It is shown that successive time periods of rest auto-correlate, meaning that the particles exhibit some memory effect with regard to rest times, although there is a distinct random factor that is presumably due to turbulence. Further, it is statistically shown that the memory is real. The curve of memory factor vs. flow rate transposes up the abscissa as pipe inclination and particle density increases and exhibits a maximum in between total particle stasis and saltation. The physical basis for this memory effect is open to debate, but may be due to the fact that particles can adopt multiple orientations whilst at rest, some of which are more stable then others. The memory factor is shape dependent.     

异丙醇铝在超临界丙烷中的溶解度与粒子制备

选用丙烷作溶剂在不同条件下进行超临界溶液快速膨胀（Rapid Expansion of Su-percritical Solution-RESS）制备异丙醇铝超细粒子的实验研究。同时用流动法装置测定了温度为388.15K和403.15K、压力为（21.5～30.5）MPa条件下异丙醇铝在超临界丙烷中的溶解度,并对其进行了关联计算。