气-固流化床中颗粒碰撞压力信号自由度的确定

混沌理论中,体系的自由度与体系的某个变量的信号的时间序列在相空间重构中的最小嵌套维具有等同性,根据这一概念,用Ｌｉａｎｇｙｕｅ Ｃｈａｏ提出了确定无标度时间序列的最小嵌套维的方法,通过对气－固流化床中颗粒碰撞压力信号的无标度时间序列在相空间重构中最小嵌套维的计算,确定了气－固流化床中颗粒碰撞压力的自由度为８。     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅲ.非定常不稳定气固两相流动中颗粒运动与旋涡的相关结构

基于气固两相流动的离散涡模型与数值仿真方法,分别模拟了与重力方向垂直和与重力方向平行的平面内气固两相圆柱绕流(其中颗粒的St数为1.0),得到了流场中颗粒分布与旋涡分布的时间序列,由此进一步证明了高雷诺数下的二维气固两相流动中固体颗粒运动与流体旋涡存在着明确的相关结构:气体流经圆柱体时产生不稳定的剧烈分离流动,在圆柱绕流的尾迹区内存在着复杂的旋涡发展演化过程,由于流体旋涡对其周围固体颗粒的诱导作用,使得在尾迹区内中等尺度(St～o(1.0))的固体颗粒从均匀气固混合物中分离出来而往旋涡区运动,并最终在旋涡结构的外沿聚集.     

非定常不稳定气固两相流动的离散涡数值仿真Ⅲ．非定常不稳定气固两相流动中颗粒运动与旋涡的相关结构

基于气固两相流动的离散涡模型与数值仿真方法，分别模拟了与重力方向垂直和与重力方向平行的平面内气固两相圆柱绕流（其中颗粒的St数为1.0），得到了流场中颗粒分布与旋涡分布的时间序列，由此进一步证明了高雷诺数下的二维气固两相流动中固体颗粒运动与流体旋涡存在着明确的相关结构：气体流经圆柱体时产生不稳定的剧烈分离流动，在圆柱绕流的尾迹区内存在着复杂的旋涡发展演化过程，由于流体旋涡对其周围固体颗粒的诱导作用，使得在尾迹区内中等尺度（St-0(1.0)的固体颗粒从均匀气固混合物中分离出来而往旋涡区运动，并最终在旋涡结构的外沿聚集。     

外加声场对气固流化床A类颗粒动力学影响的数值研究

在内径0.14 m,高1.6 m的气固流化床中,以空气和FCC颗粒为气相和固相,运用商业模拟软件Fluent 6.2,通过自编C语言程序,将声场模型与Fluent 6.2中的传统模型结合,研究了径向颗粒浓度分布、轴向压力波动均方根(pRMS)和颗粒温度,分析了声场对床内气固流动状态的影响。结果表明:鼓泡床密相区径向颗粒浓度呈抛物线分布,声场的加入增大了轴向颗粒浓度,减小了气泡尺寸;pRMS随声压级的增大而增大,说明气泡形成与破裂频率加快;颗粒温度也随声压级的增大而增大;模拟结果与实验值吻合较好。     

旋流筛板式流化床流化特性的数值模拟

利用计算流体力学CFD软件,采用欧拉气固多相流模型进行计算,模拟研究了带有旋流筛板的气⁃固流化床内在不同操作气速下（0.44~1.14 m/s）FCC颗粒的流化特性。通过对床层颗粒固含率瞬时变化、不同时刻速度矢量的分布、操作气速对颗粒固含率的影响和颗粒固含率随轴向高度的变化分析,研究了流化床内气泡形成、发展和破裂的过程。模拟结果表明,计算值和实验值吻合较好,与自由床平均误差为13.4%,与筛板床平均误差为7.59%;模型能够较好地预测不同操作气速下固体颗粒的流化特性,模拟床层内气泡形成、成长和破裂的发展历程;旋流筛板上部区域有喷射现象,形成固含率较低的喷泉区;旋流筛板的加入能够将大气泡破碎形成小气泡,具有破碎气泡、强化气固混合的作用。     

气液固三相逆流化床内气泡行为的实验研究

应用自行开发的微电导探针技术,对气液固三相逆流化床内的气泡尺寸、气泡上升速度和气泡频率等气泡特性进行了系统研究,考察了床内气泡特性的轴径向分布规律及气液表观速度、液体黏度、固体加入量、颗粒密度及表面活性剂的加入等对气泡特性的影响规律。结果发现,随距离气体分布板的轴向距离增加或由床器壁向中心区域的距离增加,气泡大小和频率都增加,前者分布从窄变宽,后者相反。气泡上升速度与气泡大小的轴径向分布很相似。随固体加入量、颗粒密度增加或水中乙醇的加入,气泡大小和上升速度减小,气泡频率增加;随表观气速增加,三者都增加;随表观液速增加,气泡大小和频率增加,气泡上升速度减小;随液体黏度增加,气泡大小和上升速度增加,气泡频率减小。利用操作变量和流体物性对各气泡特性进行了关联。     

基于静电传感器的相关流速测量

为了解决传统方法测得的气/固两相流流速具有一定波动性等问题,提出一种新的互相关峰值计算方法——最小二乘法拟合寻峰,利用环状静电传感器与互相关测速原理实现了气/固两相流流速测量.通过静电传感器测得气/固两相流中固相颗粒的随机信号,采用FIR数字滤波处理技术,有效提高了信号的信噪比,在测量过程中实现了真正的非接触式测量.经过反复实验确定了最佳采样频率和采样点数量,与传统方法相比,采用最小二乘法拟合互相关函数寻峰可以使离散的相关峰值点连续,测量误差减小.     

鼓泡床中电石渣液相碳酸化反应流动特性表征

搭建了气液固鼓泡床实验系统,对碱性固体废弃物电石渣固定CO₂进行实验研究. 流动特性对鼓泡床反应器传质、产率和产品质量都有较大的影响. 通过压力脉动信号采集与分析,对实际反应体系CO₂-H₂O-电石渣的流动特性进行表征,给出重要参数液固比对三相反应流流动特性的影响机制. 结果表明:基于时间域的概率密度函数和自相关函数分析发现,在低气速0.062 m·s^-1下,增大液固比,压力脉动分布变化较小,但自相关分析可进一步揭示液固比的增大加大了气泡运动的不稳定性. 在气速0.102 m·s^-1下,液固比增大会加大压力脉动分布范围,且延迟时间增大,自相关性降低,表征床内流动表现出更多的随机性和混沌特征. 结合流动图像,液固比增大使大气泡容易聚并生成. 基于时频域的Hilbert-Huang变换分析,获得了时间-频率-幅度谱图. 低气速下,三相流运动频率高,幅值低,增大液固比后,三相流运动频率降低,幅值增大,揭示液固比增大后,三相流系统中高频的小气泡运动特性降低,大气泡聚并发生促进能量幅值增大,该结果为进一步研究流动对碳酸化反应影响机理奠定了基础.     

声场对气固流化床气泡动力学特性的影响

本文在内径为120 mm的半圆柱形有机玻璃流化床中,以平均粒径55 μm的玻璃珠作为实验物料,利用自主开发的光纤探针测定了不同流化气速下的局部气含率、气泡尺寸、频率和上升速度等动力学行为,并在此基础上引入声场,考察了声波对气固流化床气泡动力学特性的影响。结果表明：声波对气泡行为和床层流体力学特性的影响与流化气速相关。声波频率一定时,声压级增大,低流化气速下的气泡分率、气泡频率、气泡平均上升速度和平均弦长减小;而高流化气速下,气泡分率和气泡频率随声压级的增加而增大,气泡平均弦长和平均上升速度随着声压级的增大而减小。声压级一定时,低流化气速下,气泡分率、气泡频率、气泡平均上升速度和平均弦长随声波频率的增加,先减小后增大,在80 Hz左右时达到最小值。而在较高流化气速下,随频率增加,气泡分率和气泡频率先增大后减小,在80 Hz左右时达到最大值;气泡平均上升速度和平均弦长则先减小后增大,在80 Hz左右时达到最小值。     

静流场中赤铁矿絮凝体-气泡碰撞概率影响因素研究

为了探究赤铁矿絮凝体-气泡的碰撞过程,基于统计平均和颗粒自由沉降的思想,通过自行搭建的颗粒-气泡碰撞观测系统对不同絮凝体颗粒尺寸与气泡直径、絮凝体密度和分形维数之间的碰撞概率变化进行研究.结果表明:在气泡直径小于1.17mm范围内,絮凝体碰撞概率线性增强趋势明显,且随着絮凝体粒度的增大这种趋势有所放缓,絮凝体密度、分形维数则在气泡直径一定条件下,碰撞概率呈线性正相关关系.结合赤铁矿絮凝体-气泡碰撞概率变化规律和低雷诺数区的中间流流线方程,建立了基于静流场中絮凝体-气泡碰撞概率模型,减小气泡直径、增大絮凝体密度和分形维数对于提高碰撞概率具有重要促进作用.     

Numerical modeling of Jinlong CJD burner copper flash smelting furnace

Fluid flow,heat transfer and combustion in Jinlong CJD concentrate burner flash smelting furnace have been investigated by numerical modeling and flow visualization.The modeling is based on the Eulerian approach for the gas flow equations and the Lagrangian approach for the particles,Interaction between the gas phase and particle phase.such as frictional forces,Heat and mass transfer,are included by the addition of sources and sinks.The modeling results including the fluid flow field,temperature field,concentration field of gas phase and the trajectories of particles have been obtained.The predicted results are in good agreement with the data obtained from a series of experiments and tests in the Jinlong Copper Smelter and the temperature error is less than 20K.     

摇摆状态下水平管内气液两相流流型转换研究

以空气和水为工质,对摇摆状态下管径为25mm有机玻璃管内两相流流型转换规律进行了实验和理论研究.依据稳态条件下的流型转换机理,通过考虑摇摆引起的附加惯性力的作用,确定了影响分散泡状流和环状流型转换的主要因素,进而提出摇摆状态下分散泡状流向泡状流或间歇流和环状流向分层流 间歇流或间歇流型转换的准则关系式.并将该理论模型与实验数据以及稳态条件下的半理论公式进行了比较,结果表明新准则关系式要比稳态关系式能更好地预测摇摆状态下流型转换边界.     

三相混合器内部流场的数值模拟

采用欧拉模型与群体平衡模型相结合的方法对三相混合器流场进行数值模拟,对比了未充气与充气条件下混合器速度场分布规律,分析了充气条件下流场中气泡分布特征。模拟结果表明:充气后对流场的强化提高了微气泡与粒子之间的碰撞聚并粘附效率。充气后流场中微气泡粒径大量分布于100~200 μm之间,并且出口气携率达到19.77%。较于传统的气浮技术,微气泡与粒子间碰撞几率更大、气泡直径小数量大、分布范围窄、粘附效果更好,因此气浮性能更佳。     

Novel Epoxy Resin/SiO2 Nanocomposites Preparation Method Based on Diminutive Bubbles Explosion

Spontaneous agglomeration tends to occur be-tween nanometer scale particles for their high surfacefree energy[1 ,2]. The size of particle agglomeratesgranulesis always beyond nanometer scale .The spon-taneous agglomeration of nanometer scale particlesand high viscosity of epoxy resin solution madeit dif-ficult to disperse nanomaterials into polymer as theconfiguration of nanometer scale particles . How toachieve nanomaterials’symmetrical decentralizationin epoxy resin bythe configuration of n…     

循环流化床提升管中团聚物颗粒浓度的实验研究

基于FCC和河沙颗粒的局部瞬时颗粒浓度时间序列，研究了循环床上行气固两相流中团聚物的颗粒浓度及其与时均颗粒浓度之间的关系。实验分析揭示出团聚物内部颗粒浓度与当地时均颗粒浓度不仅具有明显的相关性，而且两种浓度在径向上亦具有相同的自相似分布特征，并由此给出了团聚物内部颗粒浓度与当地时均颗粒浓度相互关系的经验关联式，研究结果对描述气固上行两相流的结构形态和建立流动模型有重要意义。     

气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究

在高16 m气-固循环流化床提升管内,通过测定表观气速、颗粒质量流率和不同轴向高度的床层平均颗粒浓度,结合对单颗粒进行受力平衡分析,间接获得了不同轴向位置的颗粒曳力系数.同时通过分析雷诺数、阿基米德数、床层颗粒浓度对颗粒曳力系数的影响,结合实验中所获得的数据,提出颗粒曳力系数的关联式.该关联式考虑颗粒的物性参数、操作条件对曳力系数所造成的影响,其预测值与本文和文献实验值吻合良好,并且在一维轴向均相模型下较好预测了床层内轴向压力分布.     

底吹气中间包内流动与夹杂物控制

以宝钢集团梅山钢厂1台连铸中间包为原型,采用水模型的方法对底吹气中间包内的流动和夹杂物控制进行研究.结果表明,采用自行设计的装置进行底吹气,能够在中间包内形成均匀、稳定而又细小的气泡;底吹气能够在中间包内形成微气泡形式的"气幕挡墙","气幕挡墙"的形成能有效地破坏中间包内"层流"结构的流动形式,避免形成短路流动,提高平均停留时间,缩小死区体积分率;在吹气位置的选择上,采用中部位置(B2)进行吹气,效果较好;采用底吹气的方式可以实现对中间包内流动的控制,且不需要大的气体流量;底吹气有利于中间包内夹杂物的去除.     

Parameters Relevant to Bubble Detachment when Gas-injecting into Polymer Melt Flow Field

The bubble deformation processes were reported when gas was injected into polymer melt flow field in another paper, the experiments showed that the deformation was severely affected by the volume of the bubble, and in turn, for the different bubbles, several different deformation processes were presented during their movement along the flow channel. In addition, we could find that the magnitude of the bubble volume was dependent upon the pressure difference of the gas injection pressure and the melt pressure, In this paper, more experimental conditions were changed to investigate the parameters relevant to the detachment of bubbles from the injection nozzle. The experimental results show that the pressure difference, the melt flow velocity as well as the melt pressure were all critical for the purameters, such as the bubble detachment time, the maximum bubble diometers and the magnitude of the bubble volume. The morphology changes of bubble were very large when the flow field was abruptly changed, and the situations were more complicated.     

水中微小粒子粒径的激光成像测量方法

提出了一种利用激光片光源、CCD图像传感器及计算机图像信号采集与处理技术实现水中微小粒子粒径成像测量的方法,介绍了该方法的测量原理、系统组成及其相关实验的结果.实验表明粒子像径与粒径之间存在明确规律,且测量结果稳定,操作简单,为河流悬沙粒径和水流空化气泡粒径的快速测量提供了一种新的途径.