均匀磁场中液固流态化的初步研究(摘要)

以使用可磁化颗粒并通过外磁场控制床中颗粒运动为特征的磁场流态化是流态化技术的新领域之一。迄今仅见发表了气固磁场流态化的应用研究和理论分析,而液固磁场流态化的研究工作尚属空白。鉴于液固流态化的理论和应用在整个流态化技术中占有重要地位,因而有必要开展这一领域的研究工作。本文采用Helmholtz线圈获得均匀磁场,以一组照片显示了用水流态化的铁磁     

横向旋转磁场对液固流化床中铁磁颗粒成链旋转的影响

<正>朱庆山研究表明,把铁颗粒添加到粘性粉体中,在轴向磁场的作用下,铁颗粒能够成链.Penchev和Hristov研究了横向磁场中铁磁颗粒流态化后,指出横向磁场流态化的一个主要特征也是磁链流态化.不过,这些研究只注重磁场流态化的一些本征特征,没有考虑通过磁场的变化改变磁链长度和磁链运动的方式,进而改善流化的质量.可以设想,如果这样的磁链放在横向均匀旋转磁场中使其自旋,那么自旋的颗粒链就能够对流化的颗粒起到搅拌和混合的作用,因而能够提高流态化的质量.     

循环流态化（Ⅰ）

循环流态化是近年来化学工程中最活跃的研究领域之一,是既具有重大的工业应用背景,又具有重要学术理论价值的研究课题。为了有利于我国对这一技术的研究与应用,本文试图较全面地介绍:一、循环流态化技术的发展及工业应用二、循环流态化的存在区域三、循环流态化气、固流动规律四、循环流态化气、固流动模型五、循环流态化气、固混合及传递规律六、循环流化床反应器及其数学模型七、循环流化床反应器设计及放大文中将充分介绍我国在循环流态化基础研究与应用方面的成果,同时努力体现循环流态化技术研究的前沿。     

液—固磁场流态化模型及普遍化相图

本文考察了磁场流态化的基本特征,并结合实验分析了均匀磁场中液-固流态化模型参数的变化规律,对Ma 和 Kwauk 提出的指数模型作了补充,使之与经典流态化加以统一,并在此基础上获得了磁场流态化的普遍化关系图。完善后的模型可根据经典流态化的基础数据直接预示磁场作用下流态化的一些特征,模型计算结果与水-钢丸系统的实验数据吻合较好。     

C类物料磁场流态化(Ⅱ)──实验研究

本文研究了轴向磁场作用下C类物料的流态化行为，得出磁场能有效地阻止沟流的发生和限制气泡长大的结论．实验用双光纤探头测量三维流化床内气泡的平均大小，以所得到的气泡大小作为衡量流化质量的定量标准；借助CA5300系统及图象分析的方法对流化床内针状物大小进行了定量分析；并对前文导出的数学模型进行了求解，模型计算结果与实验结果基本相符．     

利用液固流态化技术测量煤炭密度组成的研究

介绍了应用液固流态化技术测定煤炭密度组成的研究及应用情况;阐述了利用压差测试法测定煤样密度组成的原理;并探索利用此项技术建立起液固流态化浮沉装置自动测试系统。     

流态化及流固接触技术

流态化和流固接触技术是化学工程及相关学科中一个非常重要的研究领域,在石油化工和煤燃烧等生产过程中得到广泛的应用。流态化和流固接触技术是化石燃料加工的关键性技术。综述了目前流态化研究和应用的状况,对其所面临的主要问题作了深入的分析,指出流态化有望在开拓应用领域、发展新的研究方法和测量技术等方面取得较大的突破。     

流态化工程研究的前沿课题

流态化工程在当前和今后的技术进步中已显示出了强大的生命力。本文介绍了流态化工程在国民经济中的作用、快速流态化与传统流态化的区别。讨论了气液固三相流态化行为。提出了流态化技术的发展前景。     

传热面流体动力机械在线自动清洗防垢技术及其新发展

传热面流体动力机械在线自动清洗防垢技术综合了自动清洗防垢与传热强化两者的优势,克服了周期性停车清洗的局限性。已经在工业成功应用的主要是自转螺旋与内循环流态化两大类技术。简述了研究所近二十年在自转螺旋清洗技术开发、理论研究、与工业应用方面取得的进展,展示出广阔的应用前景,尤其在蒸发器和电厂真空冷凝器方面有希望取得重大突破和巨大的经济效益。并且介绍了这方面技术的国内外发展趋势和内循环流态化清洗技术的最新研究。     

流态化技术在催化裂化工艺中的应用进展

原油的重质化和劣质化,以及降低催化裂化汽油烯烃含量和催化裂化生产低碳烯烃的迫切需求,促进了流态化技术在催化裂化装置中应用的不断改造和创新。本文分别从反应器、汽提器和再生器等部分介绍了流态化技术在催化裂化工艺领域应用的新进展。     

流态化的往昔寻觅及未来启示

自1921年至今,流态化科学与技术的发展迎来了其辉煌的百年。前半个世纪的发展中,在大力推广其工业应用的同时,科学家们做了许多基础理论研究,为流态化的发展奠定了牢固的基石。流态化的早期理论研究,先是以“美国派”的Lewis、Elgin等学者为代表的,以单颗粒流动为主线的“概括式”研究方式,然后是以“英国派”的Toomey、Rowe、Davidson等学者为代表的,以气固分相为特征开发出气固流化系统理论的“区域式”研究方式。另外,Wilhelm和Kwauk提出了散式与聚式流态化分类,Ergun和Richardson-Zaki提出了最小流态化速度及床层压降和床层膨胀的流态化基本方程。这些早期流态化理论的发展不仅促发了流态化后半个世纪的多样性应用,而且对启迪后续的研究方向,强化多相流反应过程,使之更好地服务于经济社会的发展,并对实现节能减排和碳中和的战略目标具有重要意义。     

非磁性粘性颗粒在添加磁性大颗粒磁场流化床中的流化性能

通过添加磁性大颗粒，破碎活塞及沟流，显著改善了非磁性粘性颗粒在磁场流化床中的流化性能。为了评价非磁性粘性颗粒在磁场流化床中的流化性能，测量了最小流化速度、床层压力降和床膨胀高度。实验结果表明，非磁性粘性颗粒的最小流化速度，由于添加磁性大颗粒，而显著降低。磁性大颗粒添加量对非磁性粘性颗粒的最小流化速度有较大影响，随磁性大颗粒添加量的增加，最小流化速度降低，但当磁性大颗粒添加量增大到40％后，非磁性粘性颗粒和磁性大颗粒的混合物的最小流化速度就不再降低。     

横向旋转磁场作用下的液固流态化

利用横向旋转磁场发生器研究了铁颗粒以及铁－不锈钢混合颗粒的流态化特征．在一定条件下,实现了铁颗粒成链自旋．研究表明,旋转频率、磁场强度和添加铁颗粒的比例是影响流化质量的主要因素．实验表明,横向旋转磁场的旋转频率和磁场强度对铁颗粒及铁－不锈钢混合颗粒的最小流化速度影响很小     

磁性纳米Fe3O4在磁场协助作用下的流态化研究

磁性纳米Fe3O4的密度及黏性较大,透气性差,在传统流化床中很难实现“正常”流态化。实验采用外加磁场能的方法来改善这种状况,外加磁场、铁磁性大颗粒并与流化性能较好的非磁性物料混合流化。实验发现在一定磁场强度、添加质量分数及表观气速下,纳米Fe3O4的流诧性能得到改善,其在流化床中形成的大聚团得到有效的破碎,床层膨胀增加,压降趋子一个稳定值,最小流化速度降低,床层可以实现比较均匀的流化。     

C类物料磁场流态化(Ⅰ)──机理研究

本文系统地研究了磁场改善C类物料流化质量的机理，并在此基础上推导出气泡大小与磁场强度等操作条件之间的数学模型；本研究还对铁磁性物质在流化床内发生凝聚的现象进行了分析，得到能预报铁磁性物质发生凝聚的无因次数．     

磁稳流化床研究与应用进展

磁稳流化床（MSFB）作为一种新型反应器,兼具固定床和流化床的众多优点,具有巨大的应用前景。本文综述了MSFB近年来在基础研究和应用上取得的进展。基础研究方面主要介绍了磁场强度和液相流速对床层结构的影响,以及床层空隙率、操作稳定性和传递特性等研究情况;应用方面介绍了MSFB在生物化工、能源和环境工程等领域的应用。最后分析了MSFB目前存在的不足,如对于一定的反应体系未找到相应合适的磁性催化剂、操作温度高于磁性载体的居里温度时,MSFB将无法操作、磁场发生装置释放出大量的热量对磁性载体和反应过程产生影响、难以确定稳定操作区域。并指出其今后的主要研究方向为磁性载体催化剂的研究与开发及对MSFB的稳定性判据、传热、传质、强化反应过程机理、反应器放大规律、工业化应用装置设计等方面的研究。     

Le lit fluidisé stabilisé magnétiquement: caractéristiques et possibilités d'application

Particulate fluidization can be obtained in a wide variety of velocity ranges, when fluidizing magnetizable particles under a uniform magnetic field.In this work, the behaviour of the magnetically stabilized fluidized bed is presented, as well as its applications; the limitations due to the loss of magnetic properties in certain conditions are also considered.     

Fluidization of spherical versus elongated particles: Experimental investigation using magnetic particle tracking

In biomass processing fluidized beds are used to process granular materials where particles typically possess elongated shapes. However, for simplicity, in computer simulations particles are often considered spherical, even though elongated particles experience more complex particle– particle interactions as well as different hydrodynamic forces. The exact effect of these more complex interactions in dense fluidized suspensions is still not well understood. In this study we use the magnetic particle tracking technique to compare the fluidization behavior of spherical particles to that of elongated particles. We found a considerable difference between fluidization behavior of spherical versus elongated particles in the time-averaged particle velocity field as well as in the time-averaged particle rotational velocity profile. Moreover, we studied the effect of fluid velocity and the particle's aspect ratio on the particle's preferred orientation in different parts of the bed, which provides new insight in the fluidization behavior of elongated particles.     

横向旋转磁场作用下粘性颗粒流态化质量的改善

本文研究了横向旋转磁场作用下粘性颗粒的气固流态化。研究表明,在粘性颗粒中添加铁磁性颗粒和横向旋转磁场可以明显改善粘性颗粒的流态化质量。     

纳米SiO2在添加磁性大颗粒磁场流化床中的流态化

研究了纳米SiO2在添加磁性大颗粒磁场流化床中的流化性能,实验中通过测量其床层膨胀曲线、床层压降曲线以及塌落曲线表明:磁性大颗粒在交变磁场下的振动作用可以破碎流化床中纳米SiO2的大聚团.使床层压降和床层膨胀明显增大,流化质量获得显著提高.实验同时考察了磁场强度、磁性颗粒的添加量以及不同的静床高度等参数对流化性能的影响.获得了最佳工艺操作条件.