射流流化床中锥形分布板对流动的影响

给出了具有锥形分布板的射流流化床中浓密气固两相流动的多相流体力学基本方程组. 采用二维正交曲线坐标并生成了数值网格,用改进的IPSA方法求解二维正交曲线坐标中的多相流基本方程组,并编制了大型通用程序,流场可视化使用Tecplot软件. 对于给定的模拟计算,计算结果与实验值吻合. 模拟计算中改变了锥形筛板的角度、射流管的直径、床层高度、分布板开孔率的分布、射流气速、床层表观气速等,通过模拟得到床内的流动图像,考察了射流高度及颗粒循环的影响.     

催化裂化再生器树枝状气体分布器喷嘴的射流特性

在催化裂化装置中再生器底部通常设置有树枝状管式气体分布器,通过分布器上的喷嘴分布气体。但在实际运行过程中喷嘴常出现布气不均和磨损问题,影响其自身的布气性能和使用寿命。为此,在二维床实验装置上针对喷嘴的射流特性进行了实验研究。实验物料为FCC催化剂颗粒,喷嘴出口气速范围为30~70 m·s-1,喷嘴喷射角度范围为0°~67.5°。实验用摄影观察法测量喷嘴射流的射流长度和附近的流场流态。实验结果表明射流长度随喷嘴气速和喷射角度的增大而变长。射流气体在向上翻转过程中,在树枝状管式气体分布器两分支管之间产生旋转涡流现象,旋转涡流的大小与喷嘴出口气速和安装角度有密切关系。最后基于实验数据,建立了喷嘴射流长度的计算模型。     

固定床熔渣气化炉内冷态气固两相流动特性

为了研究固定床熔渣气化炉喷嘴射流速度和安装角度对炉内流场的影响,搭建了固定床熔渣气化炉冷态试验平台,并结合Fluent软件进行了建模。结果发现:(1)随着气体流量和射流速度的不断增加,气体在物料内部的穿透距离不断加长;(2)随着喷嘴下倾角度的增加,射流深度、回流区径向深度及回流区高度呈不断减小趋势;当喷嘴下倾5°~10°布置时为最优工况,料层内部喷嘴方向射流穿透深度适中,炉内流场分布较好;(3)随着喷嘴切圆角度的不断增大,喷嘴对冲碰撞作用越小,气流逐渐偏离径向区域,喷嘴轴截面气体分布量逐渐变少,料层内部射流穿透深度先增大后减小。综合考虑各因素,喷嘴下倾5°并切圆旋转10°布置时,料层内部水平方向射流穿透深度最大,炉内流场分布较好。     

渣油催化裂化提升管反应器性能的数值模拟——喷嘴射流速度与角度对流动反应的影响

应用三维数值模拟的研究方法,考察了喷嘴射流速度与角度对提升管反应器内流动、传热及反应的影响。从数值模拟结果来看,同一角度下、一定范围内的射流速度对提升管内流动形态改变不大,对催化剂和油气浓度分布、气相组成浓度分布有一定影响,而角度变化对流动、反应都有较大影响,从本研究的范围来看,可以得出对不同的操作条件和装置存在最优喷嘴射流速度和角度的结论,射流角度应不超过45°,且45°时60m·s~(-1)的射流速度为优。     

超高性能混凝土梯度材料抗超高速侵彻性能数值模拟EI北大核心CSCD

制备了以不同超高性能混凝土(UHPC)为基础的功能梯度混凝土(FGC)靶,研究了提高混凝土材料抵抗超高速射流的方法,开展了功能梯度混凝土防护工程材料抗超高速侵彻性能实验及数值模拟。通过射流侵彻试验,采集靶体的损伤分布、子弹破碎程度、侵彻破坏深度和破坏形态等各个方面的实验数据,进而分析功能梯度混凝土靶体的抗超高速侵彻性能;采用ANSYS/AUTODYN建立有限元计算模型,并与射流毁伤实验数据对照,验证了模型正确性;利用AUTODYN软件预测了射流和超高速弹体侵彻耦合破坏的结果。结果表明:功能梯度混凝土靶板能够有效阻挡超高速射流侵彻,侵彻深度为241 mm;通过数值模拟对射流形成以及侵彻靶板过程进行了分析并验证其有效性,误差为3.7%。     

流化床中侧向射流穿透深度的研究

流化床中侧向射流穿透深度的研究李海滨，王洋，张海生（中国科学院山西煤炭化学研究所，太原０３０００１）关键词：流化床，侧向射流，穿透深度１前言气固流化床反应器中，分布板起着气体分布和支持床层物料的作用，分布板区是气体与所处理固体接触最强的区域，在氧化反...     

固定床熔渣气化高速射流区气固运动行为研究

为研究固定床熔渣气化炉中气化剂喷嘴安装角度、喷嘴口径、气化剂射流速度与高速射流区深度的关系,利用模化原理对工业级气化炉高速射流区建立50 cm二维冷态模型,采用精密皮托管测量颗粒床层中的气体速度分布,并采用无量纲分析方法,对试验数据进行处理。结果表明:射流穿透深度与喷嘴口径的二次方大致成正比关系;射流深度随喷嘴安装角度的增大呈现先增加后减小的趋势,使得射流深度最大的安装角度为17°~20°;射流深度随射流气速增加呈增大趋势,并拟合出气化剂喷嘴安装角度、射流速度、喷嘴口径与射流区深度的无量纲关系式。     

青阳岔油区长2储层微观孔隙结构特征分析

根据铸体薄片及高压压汞方法,研究了鄂尔多斯盆地青阳岔油区长2储层微观孔隙结构特征。其结果显示:研究区长2储层属于中孔隙、中细喉道类组合,孔隙结构类型与岩石相关系密切。根据压汞参数分布特征和储层含油性,将研究区长2储层储集空间类型细分为4种类型,I类和II类占比最多,具有很好的勘探潜力。     

双锥药型罩射流成型的理论建模与分析

为了提高射流在侵彻全过程的破甲效率,设计了一种顶部小锥角、口部大锥角的双锥形药型罩;基于PER理论,利用Gurney公式和Chanteret公式联合求解药型罩压垮速度,建立了封闭的射流成型理论模型;利用理论模型和数值模拟计算并分析了40°和80°锥角单锥罩与上、下锥角分别为40°、80°双锥罩射流的成型形状和成型参数,通过数值模拟研究了双锥罩结构参数(双锥罩上锥角、上锥高占罩高的比例、罩高和壁厚)对射流头部速度和拐点速度的影响,并通过X光试验获得了双锥罩射流的成型效果。结果表明,在头部颗粒堆积点之后,单锥罩与双锥罩射流分别呈线性与双线性分布,双锥罩射流兼顾了上锥高头部速度、下锥射流直径较大的优点;当上锥角从18°增大到34°时,头部速度降低了10.4%,而拐点速度降低了25%;当双锥罩上锥高占罩高比例从30%增大到70%,头部速度增加了11.8%,拐点速度降低了19.9%;当罩高从125mm增大到155mm,头部速度增加了4.2%,拐点速度降低了11.4%;当壁厚从1.8mm增大到3.4mm,头部速度降低了8.4%,而拐点速度降低了18.4%。通过理论分析、数值模拟和X光试验结果的对比,得到三者的射流成型吻合较好。     

疏水缔合聚合物HT-1在多孔介质中的渗流类型

利用实验自制平板夹砂渗流装置,研究了疏水缔合聚合物在两级串联平板夹砂渗流模型中渗流。结果表明：疏水缔合聚合物在两级串联多孔介质中存在三类不同的渗流类型,与孔隙介质的渗透率相关;第I类：当渗透率大于1.8 μm2时,表现为阻力系数在流动方向上相等的渗流特性;第II类：当渗透率等于1.8 μm2时,表现为阻力系数在流动方向上增大的渗流特性;第III类：当渗透率小于1.8 μm2时,表现为阻力系数在流动方向上减小的渗流特性。通过单级与两级串联平板夹砂渗流模型中渗流实验的对比,推断出第II类和第III类渗流类型中阻力系数的差异是由聚集体变化造成的。并采用单级与两级串联微孔滤膜过滤实验和动态光散射实验研究了渗流过程中聚集体尺寸变化,验证出第Ⅱ类和第Ⅲ类渗流类型中阻力系数的差异是由疏水缔合聚合聚集体尺寸在串联平板夹砂模型中发生变化造成的。     

bubble-based EMMS/PFB模型的建立及在加压流化床浓相段的应用

基于多尺度分解和能量消耗分析方法,结合压力下锥形分布板射流床气泡直径关联式,建立了一个适于加压流化床（PFB）的能量最小多尺度模型--bubble-based EMMS/PFB模型。应用此模型模拟一个二维加压射流床,分析了操作压力、位置高度、空隙率及剩余速度对非均匀因子的影响。通过模拟结果与实验数据的对比,发现该模型相比于Gidaspow模型,能够更准确地模拟加压射流床内颗粒浓度的分布状态及颗粒靠近壁面处的速度变化;将这种曳力模型应用到流化床浓相段的模拟,预测了床内颗粒浓度瞬时分布及沿轴向的时均值分布、颗粒的速度分布等流动行为,使流化床浓相段的气固流动行为可视化,对流化床的设计、放大有一定的指导作用。     

大型单射流流化床的流动特性

在φ500mm×8000mm的大型单射流半圆形流化床中,采用内径为42mm的半圆形射流管,以小米为实验物料,利用摄像法研究了射流气速、静床高度与射流深度的关系,得出了射流深度的定量关联式．藉PC—4光导纤维测浓仪,研究了大型射流流化床径向、轴向空隙率分布规律,最后得出了射流区各点空隙率分布的定量关系式．     

bubble-based EMMS/PFB模型的建立及在加压流化床浓相段的应用

基于多尺度分解和能量消耗分析方法,结合压力下锥形分布板射流床气泡直径关联式,建立了一个适于加压流化床(PFB)的能量最小多尺度模型——bubble-based EMMS/PFB模型。应用此模型模拟一个二维加压射流床,分析了操作压力、位置高度、空隙率及剩余速度对非均匀因子的影响。通过模拟结果与实验数据的对比,发现该模型相比于Gidaspow模型,能够更准确地模拟加压射流床内颗粒浓度的分布状态及颗粒靠近壁面处的速度变化;将这种曳力模型应用到流化床浓相段的模拟,预测了床内颗粒浓度瞬时分布及沿轴向的时均值分布、颗粒的速度分布等流动行为,使流化床浓相段的气固流动行为可视化,对流化床的设计、放大有一定的指导作用。     

对气相射流垂直冲击液面过程中射流深度的研究

以空气-水、空气-甘油水溶液两类体系,对气液两相中气体垂直向下喷射的射流深度进行了冷模实验研究。应用计算流体力学的VOF模型和realistic k-ε湍流模型进行模拟计算,模拟结果与实验数据有良好的一致性。结合实验和模拟进行计算分析,结果显示:主导射流深度的主要因素为Fr数和气液密度比;大喷孔和短喷距的组合可得到较大射流深度;表面张力的影响主要存在于浅气穴阶段,当气相射流射穿液面时,其影响骤然消减;液相粘度对射流深度基本无影响。通过数值模拟合理地进行了体系物性扩展,分析结论对于以气相射流为主的两相混合传质传热或反应的工艺设计,具有一定的指导作用。     

锥形分布板射流流化床CFD模拟及参数分析

采用双流体模型结合颗粒动力学理论,对锥形分布板射流流化床内气固流动行为进行了三维的计算流体力学(CFD)模拟研究,系统分析了曳力模型、恢复系数和颗粒间摩擦力对射流流化床膨胀高度和气泡动力学行为的影响.结果表明,Syamlal-O'Brien和Gidaspow曳力模型低估了床内实际曳力,从而导致模拟膨胀高度低于实验值,而Modified Syamlal-O'Brien曳力模型能更好地预测床内实际曳力,计算结果与实验值吻合得较好;恢复系数对于射流流化床内气泡动力学行为有着重要影响,气泡的大小、上升速率和产生频率均随着恢复系数的增加而减小;颗粒间的摩擦力也是影响床层膨胀高度和床内气泡产生的重要因素.     

锥形流化床水平射流条件下的流化特性

在一个160 mm×300(20)mm×30 mm(高×宽×厚)、锥角为60°的二维锥形流化床中研究了两侧水平射流条件对3种不同粒径颗粒流化特性的影响。临界流化曲线结果表明:压降随着流量增大而迅速升高,到达一个最大值后略有下降。另一方面通过实验观察,提出"沸腾核心"假设,并推导出颗粒达到起始流化状态时,流速沿床层高度的变化规律。在假设的基础上,根据厄贡方程推导得出最大压降的计算式,计算结果表明计算值略大于实验值。另外,实验中还发现二维锥形流化床的最小流化速度随颗粒粒径增大而增大,随填料体积的增大也略有增大。     

渣油催化裂化提升管反应器性能的数值模拟--喷嘴射流速度与角度对流动反应的影响

应用三维数值模拟的研究方法,考察了喷嘴射流速度与角度对提升管反应器内流动、传热及反应的影响。从数值模拟结果来看,同一角度下、一定范围内的射流速度对提升管内流动形态改变不大,对催化剂和油气浓度分布、气相组成浓度分布有一定影响,而角度变化对流动、反应都有较大影响,从本研究的范围来看,可以得出对不同的操作条件和装置存在最优喷嘴射流速度和角度的结论,射流角度应不超过45°,且45°时60m·s~(-1)的射流速度为优。     

不同位置射流强化螺旋通道传热性能分析

为了进一步提高并更合理评价射流强化螺旋通道内流体换热的综合性能,改进了射流管的安装位置并提出新的强化传热评价指标。采用实验和数值模拟对比研究了在圆形截面螺旋通道的内侧壁面和外侧壁面分别施加射流的强化传热效果。数值模拟结果与实验测量结果吻合较好。基于相同质量流量,探究了射流入射角度α以及射流与主流质量流量比ε_jm对强化传热特性的影响。考虑射流带来的附加功耗增加,提出以热功系数比(hpc)为评价指标对比分析了综合强化传热效果。结果表明,在α=30°～80°、ε_jm=0.1～1.5的研究范围内,与外侧壁面施加的射流相比,内侧壁面施加的射流对流体扰动更强,传热增强效果更好,同时消耗总功耗更小。当ε_jm=0.5、α=60°时,射流对螺旋通道的综合强化传热效果最佳,内侧、外侧壁面射流下的hpc最高值分别为1.39和1.32。     

浅析管磨机筛分隔仓板

本文介绍了现有几种磨机筛分隔仓板的类型、特点,并分别从筛分动力、过料能力、通风能力方面分析了几种隔仓板的功能作用。根据这几种隔仓板存在的优、缺点,笔者设计了一种新型高效筛分隔仓板,在结构、功能上均具有优越性,只是筛板寿命稍低于其他隔仓板。1现有筛分隔仓板的类型1.1锥形筛板型筛分隔仓板(1号)该隔仓板由进料和出料篦板、焊接在隔仓架上的导料板、双向导料锥以及联接螺栓组成,结构如图1所示。图1锥形筛板型隔仓板一仓内已磨好的物料通过进料篦板进入导料板上,随着磨机的回转被提升导向,落到锥形筛板上,细料通过锥形筛板的筛缝…     

药型罩切分方式对射流形成影响的数值模拟

为了研究药型罩切分方式对其形成射流性能的影响,利用数值模拟软件ANSYS/LS-DYNA对横向切分和纵向切分的药型罩以及未切分药型罩在爆轰波作用下形成射流的过程以及对45号板的侵彻能力进行了数值模拟,比较了不同切分方式的药型罩在爆轰波作用下形成射流的形状、头尾部速度、拉伸长度和抗拉伸性能及其对45号钢板的侵彻能力。结果表明,在相同装药条件下,横向切分药型罩相比纵向切分药型罩的头部速度提高约220m/s,且抗拉伸性能更好,对45号钢板的侵彻深度提高约3.26cm;横向切分药型罩相比未切分药型罩的头部速度提高约360m/s,对45号钢板的侵彻能力提高约5.62cm。