前置碱雾发生器内气液固多相流动的测量研究

根据两相流相似模化原理建立了前置碱雾发生器烟气脱硫颗粒图像测速技术多相流动实验台,运用颗粒图像测速(PIV)技术对前置碱雾发生器内气液固三相流动进行测量,得到不同工况条件下喷雾射流与固体颗粒的流动结构和流场信息.结果表明:由于雾化液滴射流的卷吸作用,大部分固体颗粒被卷吸进雾化锥内,在喷嘴出口一定区域固体颗粒与雾化液滴具有较大的速度差,在雾化锥内固体颗粒与雾化液滴发生剧烈的碰撞形成浆液,此为形成碱雾的主要区域.合理设计边壁风量有利于抑制甚至防止雾化液滴以及碰撞形成的浆滴可能的粘壁现象.     

烟气脱硫循环流化床内气固流动的PDA试验研究

提出了由两级分离系统组成的循环流化床烟气脱硫工艺。用粒子动态分析仪(PDA)对床内不同高度方向上颗粒横向、轴向速度、颗粒粒径及浓度分布进行了测量，得到了床内气固流动的瞬时脉动特性以及总体气固流动行为，试验结果为烟气脱硫新工艺的结构设计及优化提供了依据。     

向上射流悬浮床内气固两相流场实验研究

为开发先进的低阻力循环悬浮床烟气脱硫工艺及技术 ,建立了实验段截面积为 5 0 0 mm× 5 0 0 mm的悬浮床气固相流动的冷态实验装置。床内空气的表观速度可达到 3.5 m/ s。设计了两种底部射流进气结构 ,控制床内的颗粒浓度在适合于 PDA测量的范围内 (约 5 0 g/ m3)。用颗粒动态分析仪 (PDA)测量了悬浮床内气固两相流动的结构 ,确定了不同表观气速和不同进气结构条件下的两相流场的特点。实验结果表明 ,实验段内无论是颗粒相还是气相 ,都明显存在平流区、主流区和回流区三个区域 ,而且颗粒相和气相的速度分布很相似。还描述了床内的颗粒脉动速度变化情况及床内的物料堆积情况。实验结果对循环悬浮床反应器的结构优化设计有参考价值     

循环立管中气固移动床流动

在直径1m的冷态循环流化床上，考察了循环立管中的气固流动形式，并分别检测了气、固速度和空隙率，讨论了不同立管出口阀开度和松动气量对固体循环量、气固流通量及立管平衡高度的影响。应用修正的移动床厄贡方程、修正的颗粒流经孔口流动方程及修正的气固过孔颗粒流动方程等组合的方程组，对立管中颗粒移动床流动进行了分析计算，计算结果与实验测定结果吻合较好，表明上述流动方程组适用于气固循环系统立管移动床颗粒流动的设计计算。     

燃煤循环流化床模型与试验研究

利用循环流化床内气－固两相流动等基础方面的研究成果,根据本文床内气固浓－淡流动模型,建立适用不同结构参数的循环流化床燃烧模型,考虑了床内气体、固体颗粒的返混、循环过程,以及煤燃烧、ＮＯ的生成和分解、颗粒磨损等因素。在循环流化床燃烧试验台上进行实验研究,模型仿真结果和实验数据吻合良好,表明气固两相浓－淡流动模型所建立的循环流化床燃烧系统模型可以正确地模拟循环流化床的燃烧过程。     

流化床密相区流动特性的数值模拟

流化床内气固两相流动一直是实验研究和数值模拟的热点。基于Eulerian双流体模型,本文建立了流化床内的气固两相流动模型,采用FLUENT软件对流化床密相区两相流动特性、床内气泡的产生运动和爆裂等特性进行了数值模拟。模型中,将颗粒相看作是连续介质,建立与气相相同形式的数学模型;采用了离散介质动力理论,引入颗粒温度来描述固相粘性应力,并用气固曳力进行气固两相耦合。模拟得到了气泡产生、运动和爆裂的变化过程,与实验结果相一致。采用不同的曳力模型对流化床稠密两相流动进行了模拟,与Kuipers实验对比,结果表明采用Gidaspow曳力模型描述流化床稠密两相流动特性更准确。     

300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究,重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性,获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分,模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好,验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性;锅炉回料阀内压降最大,这与床料分布相符;回料阀返料室流化程度较高,而输运室流化程度较小,呈现鼓泡床状态,气泡大都贴壁逃逸。     

4吨/时凹型布风板组装式沸腾炉及其冷态流动特性试验

在凹型布风板流化床试验台上进行的冷态流动特性试验表明,床内形成了固体颗粒的循环运动,它延长了细颗粒在床内的停留时间。得到了包括表观气速、细粒粒径和密度、床料组分特性和平均粒径、细粒初始浓     

基于风帽压力波动的横截面位置对循环流化床气固流动影响研究

提出利用采集、分析床内横截面方向不同位置风帽压力波动信号的方法,实现对循环流化床内横截面方向上气固两相流动状态的监测。借助冷态循环流化床实验台,在不同一次风表观气速条件下,同时测量床内横截面方向不同位置风帽的入口压力波动信号。采用标准差、小波分析和均匀指数等方法对风帽压力波动信号进行分析,得到信号的特征参数。然后基于横截面方向不同位置风帽的压力信号特征参数随一次风表观气速的变化规律,研究床内横截面位置对床内气固流态化特征的影响。结果发现,床内横截面方向不同位置风帽的压力信号特征参数能反映循环流化床一次风表观气速变化引起的床内横截面方向上气固流动状态的变化,表明所提方法具有可行性,并可为基于风帽压力波动特性的大截面循环流化床的状态监测建立理论基础。     

稠密气固两相流动过程模拟的改进模型与应用

提出了模拟稠密气固两相流动的改进模型。湍流流场采用改进的k-ε-εe模型，颗粒的聚合效应采用聚合力的当量直径折算模型计算。将颗粒团作为离散相，研究颗粒团的运动、碰撞、破碎与合并。应用上述模型数值模拟了循环流化床内的稠密气固两相流动。得到了床内气相速度、颗粒团分布、颗粒浓度分布及颗粒团大小分布等详细两相流场信息。计算结果合理，与前人实验结果相符。模拟结果详细揭示了循环流化床内稠密气固两相流动的基本特征。图8表2参8     

利用ECT对稀疏气固两相流动进行浓度测量

采用电容层析成像技术直接对稀疏气力输送的固体浓度进行测量是困难的。为克服电容传感器敏感场的不均匀性对成像造成的影响,实验系统中装置了一旋流浓缩装置,传感器电极布置在浓缩器直管上,对常温下稀疏气力输送的固体浓度进行了测试研究。通过对截面积体积分数分布、平均值以及浓波动特性的分析证明这种测试方法是可行的。通过调节浓缩器顶部的抽吸风量对断面径向浓度分布及平均体积分数进行分析研究,研究结果表明少量的抽吸会对成像有益,但抽吸量太大会扰乱流场而与引入旋流浓缩装置的目的相违背。     

Hydrodynamics in a circulating fluidized bed with annular furnace and six parallel cyclones

Systematic measurements were conducted on a cold CFB with annular furnace and six parallel cyclones to study gas-solids flow in the annular furnace and flow non-uniformity among six cyclones.The results show that axial solids holdup in the annular furnace decreases exponentially with height,similar to the conventional rectangular furnace.The uniform transverse distribution of solids holdup suggests a good gas-solids mixing in the annular furnace.The annular furnace presents the core/double-annulus flow structure,and it results in enhanced gas-solids back-mixing than the conventional core/annulus flow structure.The gas-solids flow of the inner wall-layer and the outer wall-layer is very close at most part of the furnace height,and the wall-layer thickness decreases with height.Flow non-uniformity exists among six parallel cyclones in the annular furnace CFB.But non-uniform distribution of solids circulating rates and cyclone pressure drops show no regularity,and the flow non-uniformity is no larger than the CFBs with conventional furnace.Under typical operating conditions,the relative deviation of six solids circulating rates is 8.0％.     

电容层析成像技术在流化床气固两相流测量中的应用

研究了旋转电极对于电容层析成像效果的影响。将几种典型的气一固两相流型静态分布在这两种传感器中的成像结果进行了比较。表明电极旋转后的成像效果优于没有旋转电极的传感器布置方式。将电容层析技术应用于流化床底部的物质分布的在线测量研究，比较了在不同风速下的流化床实验段内的气、固两相物质分布。为进一步研究流化床内的流动状况具有重要参考价值。图6参6     

Flow pattern identification of fluidized beds using ECT

IntroduchonPeople's understanding of the solids distribution inthe bottom zone of ~ating lluldized beds (CFB) isvery limited. There are divided assUInptions for thebottom aeon Of CFBs, e.g. turbulent flow and fastfiuldization (such as' ~ and the']) as oPPosed tobubbling fiuldized bed (e.g. Werther and Hirschberglz]).Also, different models ealst for the reactions in thisaeon, such as Plug flow model (Van Sw~['], Wen['],Fane and benal), anally dispersed Plug flow of gas(Avidant'], Edward…     

内嵌逆流式柱型风帽的实验与数值模拟研究

对200 MWe等级的循环流化床锅炉炉膛布风板上的内嵌逆流式柱型风帽,分别通过实验和数值模拟,研究了单个风帽的阻力特性及风帽内部流场的特性。通过相似理论,将常温条件下获得的风帽阻力系数转换到实际锅炉的热态运行条件下的阻力系数,为循环流化床锅炉的风帽设计提供了依据;风帽内部流场的数值模拟表明,风帽的阻力大部分集中在芯管小孔处。这些研究结果为进一步研究多风帽布风板的阻力特性和防漏渣性能打下了基础。     

Fluidization characteristics of gas-fluidized beds: Air and glass beads system

Good gas-solids contacting and solids mixing are essential features, both for efficient coal combustion and desulfurization of coal in a fluidized-bed combustor. It will therefore be very useful if suitable procedures could be developed to characterize the quality of fluidization in gas-solid systems. Three different procedures are discussed in this article with reference to air and glass beads of four different average sizes:

1. (i) in one scheme, the bed voidage is measured at minimum fluidization and the variation of this quantity with Reynolds number at minimum fluidization is correlated with the powder classification scheme of Saxena and Ganzha and hence with the corresponding fluidization characteristics. A major effort is directed at substantiation and confirmation of this characterization scheme, which relates the fluidization behavior to the Reynolds number at incipient fluidization.

2. (ii) The local heat-transfer coefficient of a probe element immersed in the bed is also measured as a function of the superficial fluidizing velocity and the nature of variation is taken as representing the quality of bed fluidization.

3. (iii) A technique is developed to measure the time-history of the temperature fluctuation of a probe element and to relate this parameter to the bed-fluidization characteristics.

Additional experimental data with other solids will be generated in the future to develop these proposed three schemes further for the characterization of bed-fluidization behavior.     

隔板式内循环流化床的流动特性研究

以石英砂和稻壳为实验床料,在隔板式内循环流化床气化炉冷态实验装置上对颗粒的内循环流动特性进行了研究,考察了高速区和低速区的流化速度、结构尺寸和侧风量等对颗粒内循环流动的影响.结果表明:在保持低速区流化速度一定的条件下,随着高速区风速增大,颗粒循环量先增大后减小;流化速度不变的条件下,颗粒循环量随孔口和侧风量的增大而增加,但增加趋势逐渐变缓.实验给出了合理的运行设计参数.通过实验数据回归,得到了石英砂和稻壳通过隔板式内循环流化床孔口的颗粒循环量关联式,计算结果与实验值误差分别小于6%和14%,能较好地预测孔口颗粒流动.     

木屑在Loop seal型返料器中的流动特性研究

在冷态实验条件下,对内径为0.28m,高为10.0m的循环流化床中木屑颗粒在Loop seal返料器中的流动特性和规律进行了研究,重点考察了提升管操作气速Ug、Loop seal返料器的输送风量Q1和侧向吹风量Q2改变对颗粒循环流率Gs的影响。实验发现,改变提升管操作气速Ug对循环流率的影响不大;通过Loop seal的颗粒循环流率Gs随着输送风量Q1和侧向吹风量Q2的增加而增大;改变侧向吹风量对循环流率的影响要比改变输送风量大得多。根据实验结果,对王擎给出的循环流率Gs的计算关联式进行了修正。     

加压导向管喷动流化床部分气化炉颗粒循环倍率的研究

以宽筛分的灰渣和2种不同粒径的窄筛分玻璃珠为实验原料，对加压导向管喷动流化床部分气化炉内颗粒循环倍率进行了试验研究。提出了导向管喷动流化床颗粒循环倍率和床内压降理论关系，分析了环形区的充气量在不同系统压力、导向管位置和喷动管直径对颗粒循环倍率增加因子的影响，在此基础上提出了预测颗粒循环倍率增加因子的试验关联式。结果表明：环形区充气后不仅改善了环形区的气固接触，而且显著增加了环形区和喷动区的颗粒交换，有利于床内气固非均相反应的进行。图10表1参10