稠密固液循环流化床内流体湍流脉动对颗粒分散的影响

通过计算流体动力学模拟研究了固液循环流化床内流体湍流对高浓度颗粒的扩散作用。根据湍流机制下高浓度颗粒在液体中的分散机理,建立了同时考虑颗粒碰撞、流体拖拽和流体湍流扩散输运的欧拉-欧拉双流体模型。利用该模型对稠密固液循环流化床提升管内颗粒的分散运动进行了数值模拟,预测出颗粒轴向速度和体积浓度的径向分布,与相应条件下的实验数据符合很好。表明考虑流体湍流扩散输运的理论模型更能精确预测高浓度颗粒在循环流化床提升管内的运动情况;也表明即使针对以颗粒碰撞为主的稠密固液湍流体系,尺度较大的流体湍流涡也会因促使颗粒扩散输运,影响颗粒空间分布。工作为稠密固液循环流化床内两相流体动力学分析奠定了基础。     

用压差变化阈值确定外循环流化床的起始外循环流化速度

起始外循环流化速度是影响气液固外循环流化床正常操作的重要参数之一。提出了以流化床内压差随表观液速的变化阈值来确定流化床起始外循环流化速度的方法。通过实验研究,考察了颗粒直径、颗粒体积分率和表观气速等操作参数,对强制循环条件下流化床起始外循环流化速度的影响。结果表明,液固流化床起始外循环流化速度远大于单个颗粒终端速度,与颗粒体积分率、颗粒平均直径成正比;强制循环时,颗粒体积分率较小的情况下,加入气体后的起始外循环流化速度比液固两相起始外循环流化速度要大,颗粒体积分率较大时,几乎与液固两相相同。     

液－固流化床中颗粒群的沉降特性

液－固流化床中颗粒群的沉降特性官国清余华瑞石炎福（四川联合大学化工系，成都６１００６５）关键词液－固流化床颗粒间相互作用力沉降颗粒群１引言研究颗粒群在流化床中的沉降规律，有助于分析流化床的流体力学特性。在实际应用中，对分析工业上经常遇到的不均匀颗粒...     

利用套管结构实现液固均匀分布

基于分支管路原理和液固流态化的性质,提出了一种用于多管液固循环流化床的组合式液固分布器.利用建立的小型冷态试验装置,考察了管束中的颗粒循环速率和固含率.试验结果表明,在多管循环液固流化床下管箱安装组合式分布器可以实现固体颗粒在管束中的均匀分配.     

液固流化床内双组分颗粒流动数值模拟

采用MFIX-DEM方法对液固流化床内双组分不同密度的颗粒流动进行数值模拟,用BVK曳力模型计算相间作用力,研究表明:在固相颗粒与流体的密度差带动下,轻颗粒向上运动,重颗粒向下运动,最终两种颗粒实现分离;在颗粒的运动过程中,颗粒的压力梯度力在总力中占主导地位,是颗粒随机运动的主要因素;碰撞力在颗粒的混合过程中起主导作用...     

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。     

液-固流化床中单个变形气泡的上升速度

以气泡在上升运动过程中的受力分析为基础,建立了描述单个变形气泡在液－固流化床中上升速度的理论模。应用该模型分别对球形和球帽形气泡在液－固流化床中的上升速度进行了计算,并将计算民在不同的床内压力,温度与颗粒相体积分数下气泡上升速度的实验测量数据进行了比较。     

纳米级颗粒气液固三相流化床性能研究

文中评述了国内外有关纳米级颗粒气液固三相流化床性能研究的现状及进展,建议从应用小波分析技术、开发先进测试技术、采用计算机实验、三相流直接数值模拟技术等方面深化和拓展纳米级颗粒气液固三相流化床性能的实验与理论研究。     

液固外循环流化床换热器主压降的实验研究

以喷嘴为颗粒循环装置的液固外循环流化床换热器为研究对象,考察颗粒直径、口径比、喷嘴安装位置、颗粒初始加入量及流体黏度对主压降的影响,得出了稳定操作情况下,液固外循环流化床换热器主压降与上述因素之间的经验关联式,计算值与实验值吻合较好,为外循环流化床换热器的设计计算提供依据。     

液固两相外循环流化床压力波动信号的统计及频谱分析

压力波动信号是表征流化床内流体运动特性的重要信息. 为了更好地了解液固外循环流化床内流体流动特征,在液固外循环流化床中,对床体壁面压力波动信号进行了时域、频域及自相关性分析. 结果表明,沿床体稳定流化段上的压力波动特征相似,流体流动和颗粒运动所引发的压力波动能量频带分别集中在0~10和30~40 Hz之间,压力波动的概率密度近似呈正态分布,液固两相外循环流化床中的压力波动信号介于周期信号和随机信号之间.     

液固提升管-流化床组合反应器中流化床径向固含率分布的实验研究

在一套新型液固提升管-流化床组合反应器中,以水-玻璃珠为液-固体系,对f500 mm′4000 mm的液固流化床反应器内不同高度颗粒固含率的径向分布进行了实验,考察了表观液速和颗粒循环速率操作条件对颗粒固含率径向分布的影响. 实验表明,液固流化床内流动区域在轴向上可以划分为分布器影响区、过渡区和均匀流化区,径向上可以划分为中心区和环隙区. 这种分布特征主要取决于分布器的结构、尺寸及其流化介质. 本工作还对液固流化床与气固喷动床的三区流动结构进行了比较.     

液固和气液固微型流态化研究进展

在百年流态化的研究过程中,涉及到直径不同的流化床。但是,多以流化床的大型化为研究目标,对微型流化床及其本身特性的研究很少。作为专门处理固体颗粒的流态化单元过程,其装置的微型化将兼具微通道反应器和宏观流化床各自的优点,是流态化研究的重要方向。鉴于气固微型流化床已有全面的国内外进展综述,本文仅对液固和气液固微型流化床的国内外研究进展进行分析。结论性内容包括：液固微型流化床床径减小,壁面效应增强,最小流化液速实验值大于Ergun公式计算值;需对描述液固均匀膨胀流化规律的Richardson-Zaki方程加以修正。气液固微型流化床内存在4种典型流型：半流化、弹状流、分散鼓泡流和液体输送流;由于床径减小,出现半流化状态,依据压降表观液速关系曲线等无法确定最小流化液速;气液固微型流化床的反应性能得以有效提升;最后给出了进一步研究的方向,以期为后续研究提供参考。     

液固外循环流化床起始外循环液体流量的实验研究

为外循环流化床换热器的设计计算提供依据,以喷嘴为颗粒循环装置的液固外循环流化床换热器为研究对象,考察了颗粒直径、口径比、喷嘴安装位置、颗粒初始加入量及流体粘度对起始外循环液体流量的影响;得出了稳定操作情况下,液固外循环流化床换热器起始外循环液体流量与上述因素之间的经验关联式.结果表明:计算值与实验值吻合较好.     

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.     

液固流化床的混合离析模型

本文从颗粒的微观运动出发，采用随机过程模型描述了定常态下液固流化床内二元颗粒的混合和离析现象。在φ１０４×１５００ｍｍ的流化床内，以水为流化介质，对两种不同大小的同种颗粒二元体系在不同流速、不同组成、不同粒径比情形下进行了测定，确定了模型参数关联式，获得了颗粒沿床层的浓度分布关系。将模型计算值与实验值及文献值作了比较，证实了该模型的可行性     

液-固流化床中液速分布与颗粒循环流动

通过理论分析和实验研究考察了液一固平板流化床中颗粒流和液流的运动规律,提出了将分散的颗粒流连续介质化的假设和基于容积通量的流休力学表达方式,建立了液体流动和颗粒循环流动的数学模型并定义了颗粒流与液流的有效粘度。理论计算表明,液体通量的径向分布为抛物线,液流有效粘度和液含率与表观液速有关：颗粒通量的径向分布也为抛物线且颗粒上流区与回流区的分界点在0.577D,循环流动强度取决于液含率和液体密度,但颗粒循环分界点的位置与颗粒类型和操作液速无关。实验观察支持模型预测结果。     

变孔径分布板减小液固流化床中液相返混

引言流化床亲合色谱蛋白质分离新方法综合了亲和吸附的快速、高选择性与液固流化床液相负荷大、传质速率高等优点,尤其是生物细胞可随液相穿透空隙率较大的吸附剂颗粒床层,因此该方法是构成连续分离-反应相耦合的蛋白质生产工艺的有效手段．但不足之处是流化床内的液相返混会严重影响分离效率,因此必须采取措施加以抑制．国外有采用磁稳定流化床来减小液相返混,但要添加体积比44％的磁性颗粒且要在75G_s的磁通密度下操作,有可能影响产品的生物活性．鉴于此,可采取不外加场源的稳定化措施来减小液相返混．本文通过对液固流化床液相返…     

倒置液固流化床内液固两相流动特性的数值模拟

基于欧拉-欧拉双流体模型,数值模拟倒置液固流化床内液固两相流动行为.数值模拟预测了床内颗粒的速度、浓度分布以及空隙率的变化.研究结果表明颗粒在床内分布呈现非均匀分布,床内形成局部高空隙率的流体团;随着床层高度增加,颗粒轴向速度增大:数值模拟床内空隙率与Renganthan等的实验结果相吻合.     

喷嘴对液固外循环流化床内含固体积分数的影响

设计了实现液固外循环流化床中颗粒正常循环的关键部件——喷嘴,利用CCD图像采集分析系统,获得了其换热管束内固体颗粒的分布情况,考察了液体流量、口径比、喷嘴安装位置、颗粒直径、颗粒初始加入量以及液体黏度对液固外循环流化床换热器管束内含固体积分数的影响。结果表明:口径比及喷嘴安装位置对提高管束内的含固体积分数都存在一个最佳值,颗粒直径、颗粒初始加入量以及液体黏度对管束内含固体积分数也具有较大的影响,同时还通过对实验数据的综合分析,得到了喷嘴在最佳安装位置下液固外循环流化床内含固体积分数的经验关联式。     

气液固循环流化床颗粒分布板实验研究

设计了用于气液固三相循环流化床换热器的固体颗粒分布板。采用功能强大的CCD图像采集分析系统,获得颗粒的分布和运动规律,考察了安装高度、运行参数等对分布板颗粒分布性能的影响。研究表明,分布板的安装高度、液体和气体流量、颗粒体积分数等对颗粒的速度和固含率分布有较大影响,得到了使固体颗粒在管束中分布效果较好的设计参数,以指导工程应用。