密相提升管内颗粒速度与颗粒浓度分布及发展特性

为研究高密度提升管气固流动结构分布规律及其发展特性,在自建的18 m高循环流化床提升管系统中测定了不同气速和固体循环速率下的颗粒浓度分布.结果表明,在低颗粒循环速率(Gs)下颗粒浓度由底部浓相区单调降低并趋于稳定;在高Gs下颗粒浓度在底部浓相区内先增加后降低,沿提升管向上趋于稳定的发展趋势.径向上颗粒浓度分布呈现"中心...     

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。     

流动方向对循环流化床中颗粒混合行为的影响

对循环流化床提升管及下行床两种不同气固流动方式对颗粒混合行为的影响进行了较为深入的对比分析，发现在影响循环流化床颗粒混合的众多因素（如操作条件、床层直径、颗粒性质及床层内构件等）中，气固流动方向是影响颗粒轴向混合的最主要因素．当气固流动为顺重力场时（下行床），颗粒的轴向混合很小，流型接近平推流；当气固流动为逆重力场的提升管时，轴向颗粒混合将成倍增大，颗粒流动远离平推流流动．分析表明，下行床中颗粒混合仅为单一的弥散颗粒扩散，而提升管中则存在着两种颗粒混合机制：弥散颗粒扩散及颗粒团扩散．弥散颗粒的扩散基本以平推流的形式通过循环流化床，提升管中大量的颗粒轴向返混归因于颗粒团的严重返混并由此形成了提升管中颗粒停留时间的双峰分布．     

提升管循环流化床气,固局部滑落速度的分布

本研究采用光纤激光多普勒测速仪（ＬＤＶ），通过两列信号处理系统，同时测定了气体和颗粒局部速度，研究了低密度循环流化床提升管内局部滑落速度的变化规律。实验结果表明，提高颗粒循环速率，在任一径向位置的气固滑落速度均增加；提高气体表观速度，反而使气固之间局部滑落速度减小。由于固体颗粒在近壁区的团聚行为，在近壁区气、固局部滑落速度出现一个极大值。     

循环喷动二维流化床流动的特性研究

分析了循环喷动流化床中固体的循环机理 ,考察了固体循环速率随操作参数和物性参数的变化规律 ,给出可用于设计和操作的综合考虑几何参数、操作参数及物性参数对固体循环流动影响的固体循环速率的关联式及计算颗粒喷射高度的关联式     

低密度循环流化床局部颗粒速度的轴径向分布的研究

在高8m,内径186mm的循环流化床中,利用光纤激光多普勒测速仪测量了FCC颗粒的局部速度沿轴径向的分布。实验结果表明:局部颗粒速度沿径向分布是不均匀的,床中心区域分布比较平坦,近壁环形区域分布较陡,颗粒沿轴向运动有较长的加速段。由实验数据回归得到预测低密度循环流化床局部颗粒速度的经验关联式。     

循环流化床提升管中固体颗粒停留时间的分布

在内径１４０ｍｍ，高１０ｍ的循环流化床提升管中，采用磷光颗粒示踪法对床内固体颗粒的停留时间分布进行了测定。在气速１．５～９．０ｍ／ｓ，固体循环量１０～１４０ｋｇ／ｍ２ｓ的范围内，实验测得的停留时间分布曲线均有明显的双峰分布。这种双峰分布是由于提升管中弥散颗粒和颗粒团共同作用的结果。本文提出的一维两组分扩散叠加模型可较好地描述提升管中固体的混合行为。考察了在实验条件下，操作条件对固体混合行为的影响。发现：气速及固含对颗粒的轴向Ｐｅｃｌｅｔ数影响不大，提升管中颗粒的返混主要是由于颗粒团引起的。将研究结果与近期文献报道的其他研究进行了对比     

喷管型气体分布器和颗粒物性对提升管内气固两相流动行为的联合影响

在两套均采用喷管型气体分布器的循环流化床实验装置上分别采用河沙和FCC颗粒系统测试了提升管内的轴向压力梯度分布和局部颗粒浓度,研究了气体分布器结构和颗粒直径及密度对上行气固两相流动行为的共同影响.结果表明,当表观气速小于8.0 m·s-1时,粗重的河沙颗粒在喷管型气体分布器效应逐渐消失的过程中会出现不同程度的减速,而细轻的FCC颗粒在本实验的测试范围内则不存在上述现象.当采用喷管型气体分布器时,粗重的河沙颗粒在加速过程中,不仅其颗粒浓度显著高于FCC,而且其沿径向分布的不均匀程度也明显大于FCC;但在充分发展段,河沙的颗粒浓度不仅比FCC低,而且在径向的分布也更为均匀.     

流化床夹带颗粒浓度轴向分布的研究

继φ500mm 流化床中的夹带研究之后,本工作在φ154mm 有机玻璃流化床中实验研究了 FCC 催化剂,DX 型苯酐催化剂和丙烯腈催化剂在稀相区夹带颗粒浓度的轴向分布规律。在 TPH 概念和前人工作的基础上,本工作提出了一修正夹带模型和“恒夹带出口高度”CEOH 的概念,并获得了多种条件下的稀相区颗粒浓度的统一关联式。     

Distributor Induced Hydrodynamics in a Conical Fluidized Bed Dryer

The hydrodynamics induced by perforated, punched, and mesh (Dutch weave) distributor plates have been studied using dry placebo pharmaceutical granule in a conical fluidized bed dryer at inlet superficial gas velocities of 0.5 to 3.5 m/s. For superficial gas velocities up to 2.0 m/s, the punched plate design leads to improved hydrodynamics based on reduced bubble frequencies and limited segregation. Beyond 2.0 m/s, the influence of gas velocity supersedes that of distributor design, as coalescence dominates the hydrodynamic behavior resulting in low-frequency, high-intensity spectral density distributions for all distributor designs.     

循环硫化床上升管中动态行为的拟流体模拟

The kinetic theory of granular flow (KTGF) is modified to fit the Einstein′s equation for effective viscosity of dilute flow. A pseudo-fluid approach based on this modified KTGF is used to simulate the dynamic formation and dissipation of clusters in a circulating fluidized bed riser. The agglomeration of particles reduces slip velocity within particle clusters, and hence results in two reverse trends: discrete particles are lifted by air while particle clusters fall down along the wall. The dynamic equilibrium of these two types of motion leads to the characteristic sigmoid profile of solid concentration along the longitudinal direction. The predicted solid velocity, lateral and longitudinal profiles of solid volume fraction and annulus thickness are in reasonable agreement with experimental results.     

Comprehensive Study on the Solids Acceleration Length in a Long CFB Riser

Systematic experimental work was conducted to investigate the solids acceleration length in a 0.10 m i. d., 16 m long circulating fluidized bed (CFB) riser with fluid catalytic cracking (FCC) particles over a wide range of operating conditions. A more feasible method is proposed to determine the acceleration length from the measured axial profiles of pressure gradient (or apparent solids holdup). With this new method and large amounts of experimental results, a clear picture of the variation of the acceleration length with both solids circulating rate and superficial gas velocity is obtained. It is found that the acceleration length increases generally with increasing solids flow rate and/or decreasing gas velocity. However, the particular variation patterns of the acceleration length with operating conditions are quite different in different operation ranges. Especially under the conditions near or at the accumulative choking, the acceleration length extends rapidly with increasing solids flow rate and/or decreasing gas velocity, and sometimes takes up the whole riser height. Reasonable explanations are provided for the observed variation patterns of the acceleration length.     

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.     

鼓泡床反应器中气液分配器对气含率的影响

以水和空气分别模拟工业上的重质原油和氢气迚行冷模试验,考察鼓泡床反应器新型气液分配器对气含率的影响,迚而优化幵确定气液分配器的结构形式和结构参数。试验结果表明,气液分配器对总体平均气含率的影响,随表观气速的增大基本呈线性增长,与其他鼓泡床迚料内构件结构的影响基本一致,幵且稍高一些(3%~5%)。对局部气含率的影响:轴向上,在测试范围内,轴向位置越高,气含率越高,主要和泡罩式气液分配器结构有关;径向上,气体在床层中分布不均匀,中间多,近壁少,同一高度时,中心处气含率一般为近壁气含率的1.5~2倍。     

内构件存在时提升管内流动及颗粒混合行为研究

he hydrodynamics and solids mixing behavior in a riser with blunt internals are studied. A uniform radial distribution for solids fraction and particle velocity achieves near the internals. The turbulent velocity of particles near the wall increases with the addition of the internals, with the lateral solids mixing enhanced significantly. Probability density distribution of particle velocity is bimodal in the riser with internals, which is similar to that in the conventional riser, indicating that no significant difference in the micro flow structure exists between the riser with internals and the conventional riser. At the same time, the axial solids mixing behavior changes insignificantly with the addition of internals. These results indicate that the micro flow structure in the riser is very stable, which changes insignificantly with the change of the bed structure.     

气固循环床提升管内的局部颗粒浓度及流动发展

采用反射式光纤浓度探头对f100mm×15.1m循环床提升管8个轴向截面上11个径向位置的局部颗粒浓度进行了测量, 分析研究了颗粒浓度径向分布的不均匀性及其沿轴向的发展变化。结果表明:提升管内气固两相流的发展并不同步,而是一个由核心区向边壁区逐渐扩展,并最终达到总体充分发展的过程,该过程主要受边壁区发展过程所控制;相对于核心区,边壁区的发展不仅显著缓慢,而且受操作条件的影响也较显著。实验还发现:在颗粒加速段,无因次颗粒浓度的径向分布不具有相似性,不仅与径向位置有关,而且还与床层截面高度有关。     

对循环流化床Siegen流体动力学模型的改进

应用多尺度能量最小理论对循环流化床Ｓｉｅｇｅｎ流体动力学模型进行了改进,加强了模型理论基础的一致性,增加了模型的解析性,建立了空隙率轴向分布上、下行固体质量流量计算的新方法,改进的模型预测值与文献的实验数据吻合一体。