PIV技术应用于循环流化床颗粒运动测试

粒子图像测速(PIV)技术被尝试用于测量循环流化床内颗粒运动，运用二值化互相关图像处理算法，得出了流场中粒子的轴向速度及水平方向速度分布图，并分析了粒子运动的变化规律。测试结果较好地反映了循环流化床内颗粒流动的一些特性，表明PIV技术在循环流化床气固两相流体特性研究中具有较好的应用前景。     

湍动流化床过渡段中颗粒速度分布的光纤测量与模拟

流化床中颗粒速度的测量一直是个技术上的难点。今针对光纤测量信号提出一种基于互相关原理的时均速度计算方法。考虑到数据分段计算时其可靠性方面的差异,将互相关系数作为第二权重因子引入时均速度计算公式。利用PV6D光纤探针在200 mm直径流化床中测得的原始信号,对比了三种数据处理方法所得的颗粒时均速度,并分别计算其床层截面颗粒净流率,说明提出的方法可靠性更高。据此测量了流化床过渡段不同高度处颗粒时均速度的径向分布,并采用修正的三段曳力模型来描述具有团聚行为的颗粒曳力,进行计算流体力学模拟。测量与模拟结果均表明,从过渡段到稀相段,床中心区的颗粒速度先降低后升高,其径向分布也从陡峭变平缓,然后再次趋于陡峭。颗粒速度分布的上述规律主要由固含率与气速的径向分布共同作用所致。     

光纤法颗粒速度测量信号的标定与校正

使用PV6D颗粒速度测量仪测量了流化床中的颗粒速度并进行信号分析。制作圆盘速度标定装置校正由光纤互相关计算得到的颗粒速度。考察了被测物体运动速度以及测量间距对光纤测得速度和信号强度的影响。实验证明:距探头4 mm以外的信号是造成测量偏差的主因,而被测物体运动速度对测量结果影响不大。根据标定实验得到速度偏离曲线和信号衰减曲线,分析了原始信号中造成速度偏离的远距离信号占信号总体的比率。将按照不同阈值滤波后计算所得速度进行对比,并评估数据失真程度,提出了一种利用滤波阈值进行颗粒速度校正的方法,并筛选出适合本实验条件的滤波阈值。     

气固两相流中颗粒时均速度的测量新方法

根据互相关测速技术提出了一种测量颗粒时均速度的新方法，与Aguillon和Nieuwland提出的方法相比，本方法不仅考虑了采样时间内向上及向下运动颗粒微元体的速度和数量变化，而且还考虑了所测颗粒微元体的浓度变化. 为了比较几种测量方法间的差别，采用PV4A型光纤测量仪，在循环流化床冷态实验装置上测量了不同操作条件下的颗粒速度，并对3种方法的计算结果进行了对比. 结果表明，在高气速、低颗粒浓度条件下，3种方法计算的颗粒时均速度相差较小，而在低气速、高颗粒浓度条件下，3种方法计算的颗粒时均速度相差较大，并且本文方法所计算的颗粒质量流率与实际测量值最接近.     

新型液固循环床提升管颗粒速度径向分布的实验研究

新型液-固循环流化床与常规液-固循环流化床的区别在于提升管底部入口结构和顶部出口结构的不同.实验装置为φ80×8000 mm有机玻璃床,新结构可在较高表观液速和较高颗粒循环速率下操作.利用光纤速度测量仪测量床内颗粒速度径向分布,得到了颗粒速度径向分布规律.通过对实验结果分析发现,新型循环流化床颗粒速度径向分布与较高的表观液速和颗粒循环速率以及由此引发的较大的边壁效应密切相关.     

二维液固循环流化床内固体颗粒浓度分布的研究

本文对立了液固两相流在弯管中的运动微分方程,提出了一种由流化床压降计算流化床中固体颗粒膨胀高度的方法,在此基础上提出了固体颗粒浓度分布的经验计算式。本文建立了一套模拟循环流化床蒸发器流动状况的二维装置,采用CCD图象采集与处理系统对不同的操作条件下惰性固体颗粒在床中的浓度分布进行测量,实验表明模型较为准确,可用于工程计算。     

气固循环流化床颗粒浓度波动信号的预测

结合重构相空间方法与人工神经网络法，建立了混沌时间序列预测模型. 应用此模型对f100 mm?16 m的上行气固循环流化床系统中的FCC固体颗粒局部颗粒浓度波动信号进行了预测. 结果表明：循环流化床的颗粒浓度波动信号只能被短期预测，其长期行为是不可预测的，这从另一个角度说明气固循环流化床系统是一混沌系统.     

增压导向式喷动流化床固体颗粒循环速率的关联

实验考察了喷动气速度、流化气速度、压力以及颗粒尺寸对增压导向式喷动流化床固体颗粒循环速率的影响规律,并归纳出关联式,为正在开发的第二代增压流化床联合循环发电系统(2GPFBC–CC)中关键部件—炭化炉的放大设计提供了帮助.     

循环床锅炉炉膛压降及轴向固体浓度的计算

本文提出了循环流化床锅炉炉膛的轴向压力及固体浓度分布的计算式。当给出表观气、循环固体流率以及颗粒性质时，可准确地预测炉膛压降与轴向固体浓度分布，为炉膛设计提供了计算依据。     

汽-液-固三相循环流化床蒸发器中固体颗粒浓度和速度的研究

应用电荷耦合器件CCD(charge coupled devise)测量和图像处理技术,定性和定量研究了热模汽-液-固三相自然循环流化床蒸发器中固体颗粒浓度和速度的轴、径向分布以及其随热通量、固体颗粒加入量等操作参数的变化规律。热通量的变化范围为2179.8W穖-2到6624.2W穖-2,固体颗粒的体积分率的变化范围为0.5%到2%。结果表明:在液-固两相区,固体颗粒浓度在轴向和径向的分布较为均匀;随着热通量的增加,加热管中固体颗粒的浓度逐渐降低,循环管中固体颗粒的浓度逐渐升高,并且两者均随固体颗粒加入量的增加而升高;固体颗粒的速度在轴向上较为接近,其在循环管中的速度高于在加热管中的速度,并且两者均随热通量的增加而升高;固体颗粒加入量对其速度有增强和阻碍两方面的作用。