超细颗粒流化特性及团聚机理

在直径40mm的流化床中，考察了Al2O3、CaCO3等超细颗粒的流化特性，测定了床层压降变化、床层的坍落及膨胀规律.通过对超细颗粒自团聚现象的分析，探讨了超细颗粒稳定流化的机理.     

超细颗粒聚团流化的临界流化速度

在内径50 mm的流化床实验台上,测量SiO_2、Al_2O_3和TiO_2 3种超细颗粒原生粒径从30 nm增加到5μm的临界流化速度(Umf),并以Geldart A类颗粒(粒径45μm)为参照。结果表明:3种超细颗粒的Umf随粒径的变化规律一致,随原生粒径从30 nm增加到5μm,Umf逐渐增大;当颗粒粒径增加到45μm,Umf大幅度减小,其与原生粒径为30和200 nm时接近。对于不同材料,Umf由大至小的顺序依次为TiO_2、Al_2O_3、SiO_2。粉体安息角测量表明:对于同种材料颗粒,原生粒径对超细颗粒的Umf和安息角的影响规律一致,即5μm超细颗粒的安息角最大。聚团尺寸模型计算表明:稳定流化时,聚团尺寸随原生粒径的变化趋势以及随不同材料的变化趋势均与Umf的变化趋势一致。研究结果为超细颗粒流化临界速度预测研究奠定了基础。     

振动流化床临界流化速度理论预测与实验研究

根据振动流化床床层动力学特性,提出了第一、第二流化段,第一、第二临界流化速度的概念.从流化床临界流化速度的定义出发,得出了振动流化床第一临界流化速度数学模型.在二维振动流化床内,以不同粒径的玻璃珠为床料进行实验研究,分析了振动和其它操作条件对临界流化速度的影响,通过实验数据关联得到了振动能量传递系数的数学表达式,并将模型预测与实验结果进行了对比.结果表明振动强度增加,第一、第二临界速度均减小,振动对第一临界流化速度影响更显著,当振动强度超过1.57后,不通气体床层也能流化,第一临界流化速度降为零,模型预测与实验结果有较好的一致性.     

大颗粒振动流化床颗粒临界流化速度研究

建立了带内置水平管的振动流化床,并以颗粒状磷酸一铵为实验物料对带内置水平管的大颗粒振动流化床颗粒临界流化速度进行了实验研究。结果表明,振动的引入对颗粒临界流化速度有着明显的降低作用;同样床层条件下振动频率和振幅越大,床层临界流化速度越低;振动对小粒径颗粒的影响稍强于大粒径颗粒;由实验数据拟合出用于预测该类流化床临界流化速度的经验公式,公式与实验数据吻合良好。     

粒径及声场对SiO2超细颗粒流化行为的影响

采用内径为56 mm的玻璃管流化床,考察了平均粒径分别为5~10 nm(1#), 0.5 mm(2#)及10 mm(3#)的SiO2超细颗粒在无声场及声场存在下的流化行为. 无声场时,1#和2#颗粒可在较高的气速下形成稳定聚团,单位质量颗粒团间作用力与原生颗粒相比显著下降,因而可实现稳定的聚团流化,3#颗粒因颗粒间粘性力较大,无法实现稳定流化. 40~60 Hz的声场对3种超细颗粒的流化行为均可起到一定的改善作用,在此频率范围外,声场的作用不明显. 提高声压级,可以使1#和2#颗粒团发生一定程度的破碎,聚团尺寸减小,最小流化速度降低. 在实验范围内,添加声场无法使3#颗粒实现稳定流化.     

内置水平管的振动流化床中混合物的临界流化速度

在内置水平管的矩形振动流化床内研究了玉米粒和塑料珠混合物(Geldart D颗粒)中的流体力学性质。考察了颗粒质量分数、振动频率、振幅和内置水平管对混合颗粒的临界流化速度的影响。实验表明,振动的加入降低了混合物的临界流化速度。根据振动流化床的动力学特性,分析床层中颗粒受力情况,建立了混合颗粒物在振动流化床中临界流化速度的两类数学模型。通过实验数据建立两种模型的关联式所得的计算值和实验值误差控制在10%以内,吻合较好。     

尾气脱氨湍球塔临界流化速度研究

根据湍球塔流体动力学试验数据,得到临界流化速度、最佳操作气速及带出速度随静止床高H0和喷淋密度Ld的变化关系,计算的干塔临界流化速度与实测值对照基本吻合。根据试验数据回归了有喷淋液时临界流化速度的关联公式。     

宽粒度分布颗粒临界流化特性研究

在二维流化床(240mm×80mm)中,以平均粒径为1.675mm的三种宽筛分玻璃珠颗粒为物料,研究了颗粒临界流化特性,得到了三种颗粒临界流化速度,并与其他研究者的结果进行了对比,通过实验数据得到了预测宽筛分颗粒临界流化速度的关联式.结果表明,宽筛分颗粒临界流化速度与窄筛分颗粒的值有较大差别,本研究理论预测的临界流化速度与实验值吻合更好。结果可为宽组分颗粒临界流化特性研究提供参考。     

高温流化床中IHI灰样的临界流化速度研究

在D82的不锈钢高温流化床实验台中,以IHI灰样作为实验物料,研究了高温流化床的临界流化速度,结果表明,对于属于B类粒子的IHI灰样,温度由常温升高于1000℃时,雷诺数小于40,流化床运动处于层流运动区范围,随着床层温度升高,物料颗粒的最小流化速度减小,根据实验结果提出了预测不同温度下的该灰样题粒最小流化速度式。     

过热蒸汽流化床流化特性的实验研究

在底部直径为120 mm的锥型流化床中,以玻璃珠为流化颗粒,过热蒸汽为流化介质,研究了固体颗粒在过热蒸汽流化床中的流化特性,考察了操作温度和压力对临界流化速度(umf)的影响.结果表明,过热蒸汽流化床的流化行为与热空气相似,临界流化速度(umf)随床层温度的升高而减小,随床内压力的增大而减小;在相同温度条件下,过热蒸汽流化床的临界流化速度比热空气大.     

高温流化床结焦特性

分析了近年来高温流化床结焦研究的状况,总结了流化床结焦现象及其影响因素、流化床结焦时的最小流化速度及影响因素、流化床结焦机理,并分析了研究中存在的问题,探讨了高温流化床结焦特性研究的方向。     

大颗粒流态化特性的实验研究

通过对大颗粒流化曲线及床层高度的测试对大颗粒流化床的流化过程进行了研究。结果显示,大颗粒的流态化过程是一个渐进的过程,整个流化过程可以分为:床层高度恒定、颗粒位置调整、表面颗粒运动、节涌波动和完全流化5个阶段。由于颗粒自身特性的影响,导致大颗粒流化过程中的各个特征速度(如起始鼓泡流化速度和完全流化速度)产生了有别于小颗粒流化床的特性。     

The effect of column diameter and bed height on minimum fluidization velocity

Experiments show that the minimum fluidization velocity of particles increases as the diameter of the fluidization column is reduced, or if the height of the bed is increased. These trends are shown to be due to the influence of the wall. A new, semicorrelated model is proposed, which incorporates Janssen's wall effects in the calculation of the minimum fluidization velocity. The wall friction opposes not only the bed weight but also the drag force acting on the particles during fluidization. The enhanced wall friction leads to an increase in the minimum fluidization velocity. The model predictions compare favorably to existing correlations and experimental data. © 2010 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2010     

Fluidization characteristics of printed circuit board plastic particles with different sizes

The experiments were carried out in a fluidized bed of 56 mm in diameter and 1 600 mm in height to determine the fluidization characteristics of four sizes of printed circuit board plastic (PCBP) particles. It indicates that the fluidization characteristics of PCBP particles depend on the average size and particle type. 123 µm PCBP particles (1#), belonging to Geldart A group with strong viscous force, whose fluidization behaviours was similar to those of Geldart C, was difficult to fluidize. Whereas, 275 µm (2#), 354 µm (3#), and 423 µm (4#) PCBP particles, belonging to Geldart B, were fluidized smoothly. The bed collapsing process is composed of three stages: the bubble escaping stage, the sedimentation stage, and the solid consolidation stage. The collapsing process of 1# PCBP particle lasts 6 s or long. 2#, 3#, and 4# PCBP particles, Geldart group B particles, collapse process consists of the bubble escaping stage and the solid consolidation stage. The minimum fluidization velocities from modified Ergun Equation were agreement with experimental data for 2#, 3#, and 4# PCBP particles.     

单组分颗粒振动流化床的流体力学研究（2）──床层膨胀和起始流化速度

本文在振动流化床中研究床层膨胀和颗粒的起始流化速度,分别研究颗粒物性、振动特性（频率、振幅）和静止床层高度对它们的影响,根据不同的振动条件下Ｇｅｌｄａｒｔ’Ａ、Ｂ、Ｄ类１３种物料起始流化速度的实验结果,关联了实验条件下起始流化速度的计算式,此计算式对振动流化床的设计具有指导意义。     

振动流化床中双组分颗粒流化特性的研究

本文研究了内径为１４８ｍｍ振动圆柱床中等密度和不等密度的双组分颗粒流化特性,考察了不同振动强度对双组分颗粒的床层空隙率、最小流化速度及相图的影响,给出了床层空隙率和最小流化速度的计算式,此计算值与实验值基本相符,且对振动流化床的实际操作和工程设计起到一定的指导作用。     

An experimental study of non-newtonian fluid flow through fixed and fluidized beds of non-spherical particles

Extensive measurements of pressure drop in fixed beds, minimum fluidization velocity and expansion characteristics for beds of non-spherical particles are reported in the following ranges of conditions: 10^-3 ≤ Re ≤ 20; 0.66 ≤ n ≤ 1 and 0.41 ≤ ? ≤ 0.75. Based on an analysis of these results, it is illustrated that the existing frameworks originally developed for Newtonian fluid flow through beds of spherical particles are also satisfactory for power law fluid flow through beds of non-spherical particles, provided a volume equivalent diameter modified by a sphericity factor and a modified Reynolds number are used instead of their usual definitions.