内旋流流化床内颗粒流动特性的数值模拟研究

利用欧拉双流体模型对内旋流流化床内固体颗粒的流动特性进行数值模拟,模拟结果表明:内旋流流化床内气泡主要产生于高速风侧;非均匀布风和布风板倾角对床内颗粒流动特性有影响;内旋流流化床具备良好的横向和纵向扩散特性,有利于床内物料的强烈混合;模拟结果与实验结果符合较好。     

废弃物颗粒在非均匀布风流化床中的横向扩散特性

在试验基础上，分析了非均匀布风流化床中废弃物的横向扩散系数。表明配风方式对于燃料颗粒的扩散有很大影响，A字型布风板的横向扩散系数最大，V字型布风板较小，鼓泡床最小。同时发现内旋流床中沿床宽的扩散系数值有较大不同，并给出了不同布风方式流化床中废弃物的横向扩散系数公式。     

非均匀布风流化床的DEM模拟

对二维非均匀布风流化床内的颗粒运动进行了数值模拟,用欧拉方法处理气相场的同时用拉格朗日方法处理离散颗粒场,直接跟踪颗粒场中的每个颗粒。模拟结果表明,非均匀布风流化床内存在颗粒的内循环运动,因此颗粒的混合特性优于均匀布风流化床。     

内循环流化床颗粒流动特性的直接数值模拟

内循环流化床是一种新型式的流化床，采用多风室非均匀布风实现床料颗粒的大尺度循环流动，从而增强了颗粒的横向混合。内循环流化床已应用于城市生活垃圾的焚烧制能，其燃烧速度、燃尽率及污染物排放优于传统的链条炉或鼓泡床。但是，目前设计的内循环流化床普遍较小，还不能满足城市垃圾的处理要求．根本原因在于对床内的气-固流动特性，特别是颗粒的运动规律没有深入的认识。内循环流化床内的气一固流动属于稠密的两相流，通过试验手段，如PIV、PDA也很难获得床内单个颗粒的运动特征。因此，采用前言的DEM(Discrete Element Method)模型对二维内循环流化床内的颗粒流动进行直接数值模拟．模拟结果表明非均匀布风内循环流化床内确实存在颗粒的大尺度循环流动。图4表1参5     

内循环流化床气泡运动特性的可视化研究

城市固体废弃物焚烧过程中采用非均匀布风的内循环流化床，这种内循环流化床有其独有的特点，使用非均匀布风实现床料颗粒的大尺度回旋流动，内循环流化床气中气汽的运动特性直接影响着床料的回旋流动及床料的混合，因此，有必要研究内循环流化床中气泡的运动。该文采用可视化的方法研究气泡的运动轨迹及运动速度。     

内旋流流化床内颗粒运动规律的试验与数值研究

通过冷态试验与数值模拟研究了不同布风下装有∧字型布风板的内旋流流化床的流动特性,并进行了对比.气固两相数值模拟结果表明,固相流场产生了大尺度旋流,而且与试验观察到的现象相似.对固相颗粒速度分析表明非均匀布风使内旋流流化床的底部和顶部产生了气、固两相强烈的横向和纵向运动.相比较来说,对称的非均匀布风扩散能力要比均匀布风的扩散能力强.     

图像法用于管式布风流化床流化特性的研究

设计了管式布风流化床的布风装置,应用图像测速法研究了流化床内不同控制区域的流化特征。结果表明单管控制区沿纵向高度分成三个阶段：堆积死角区域、横向混合区域和充分发展区域;管间区域内颗粒呈左右对称的45°方向运动。在流化风速提高时,颗粒速度提高,横向混合加剧。在两层布风管中间,布风以气泡形式通过床层,加强了颗粒的运动和热交换,为渣的排出和冷却提供了条件。     

灰粘熔排渣技术在内循环流化床垃圾焚烧中的应用

提出将粘熔排渣技术应用于内循环流化床垃圾焚烧处理.从垃圾灰渣化学组分等角度分析其必要性和可行性.采用树脂颗粒作为床料,微晶蜡颗粒为低熔点物质,在非均匀布风内循环流化床内进行热态团聚模拟试验.试验表明：床内温度分区、团聚过程区域化是灰粘熔排渣技术的重要保证,内循环颗粒流动有利于排渣顺利进行,缩短粘性物质在床内的停留时间.图4表1参15     

倾斜布风板对流化床内颗粒流化特性影响的研究

应用FLUENT商业软件,采用Euler双流体模型对二维非稳态倾斜布风板流化床内颗粒流动进行模拟计算,得到不同时刻流化床内流化特性。对不同倾斜度的布风板床内气泡及颗粒的运动特性研究结果表明倾斜布风板可有效加强颗粒横向混合。倾斜角的大小对混合的强烈程度有影响。     

非均匀布风内循环流化床中气泡特性的可视化研究

采用数字图像处理技术对非均匀布风内循环流化床中气泡形状、气泡尺寸沿床层高度方向的变化、气泡运动轨迹及气泡上升速度等特性进行了可视化研究。结果表明:非均匀布风内循环流化床中只在高风速区产生大量向上运动的气泡;气泡沿床层上升,气泡形状逐渐向水平方向发展,且气泡尺寸增大;气泡在上升过程中存在横向偏移,增大高风速区流化速度,气泡横向偏移量增大;沿床层高度方向,气泡运动速度有较大波动,为非均匀布风内循环流化床的设计和运行提供了科学依据和理论基础。     

Characterizing particle dispersion by image analysis in ICFB

A new particle image technique was developed to analyze the dispersion of tracer particles in an internally circulating fluidized bed (ICFB). The movement course and the concentration distribution of tracer particles in the bed were imaged and the degree of inhomogeneity of tracer particles was analyzed. The lateral and axial dispersion coefficients of particles were calculated for various zones in ICFB. Results indicate that the lateral diffusion coefficient in the fluidized bed with uneven air distribution is significantly higher than that in uniform bubbling beds with even air distribution. The dispersion coefficients are different along bed length and height.     

旋涡流化床旋风燃烧的动力学研究

以旋涡流化床悬浮空浮空间喷入二次风形成一强放流场和气固悬浮流动为物理模型,试验研究了床面夹带到悬浮空间颗粒群的运动行为及气固两相浓度场的匹配,指出在气相强旋湍流的作用下,在近壁区形成一稳定的高浓度的颗粒悬浮层,颗粒在炉内的平均停留时间延长,气固滑移速度增大,两相混合强并充分接触,良好的空气动力结构对提高炭粒在悬浮空间的燃尽度,降低场析可燃物质损失十分有利,本文研究结果,对降低常规鼓泡床及抛煤机链条炉内的飞灰可燃物损失,提高悬浮空间的气流横向混合速率有重要参考价值。     

河道滞水区植被影响下的水流特性试验研究

为模拟存在滞水区的河道内水流运动开展了水槽试验,采用粒子图像测速仪(PIV)测得不同雷诺数下无植被滞水区、不同密度刚性非淹没植被滞水区的流场,分析了滞水区内的环流结构及横断面上流速分布规律。结果表明,植被对滞水区的水流结构有较大影响,植被密度较大时,滞水区中无环流结构,横断面上流速符合双曲正切函数分布;无植被及植被密度较小时,滞水区中有明显环流结构,横断面上仅剪切层部分区域流速符合双曲正切函数分布。对滞水区内部流速采用线性分布公式拟合,说明植被密度较大时,雷诺应力是主导切应力,滞水区横断面上力的平衡机理与充分发展的剪切层一致;无植被及植被密度较小时,空间脉动产生的分散应力及二次环流产生的影响增大,致使滞水区内部流速分布发生改变。     

格栅型煤粉分配器的分配特性研究

为了研究格栅型煤粉分配器的均匀分配效果,在分配器入口前加设一段弯管以形成分配器入口气固两相流动的非均匀条件,利用Fluent软件对不同格栅数的煤粉分配器的性能进行数值模拟,得到其内部流动情况以及颗粒运动状态.结果表明:在两级格栅出口转角处磨损严重,在流通截面扩大处磨损较小;每根支管的出口速度都不均匀.随着格栅数增加,各...     

在CFB锅炉中煤粉不同喷入位置对炉内固相运动特性的影响

针对循环流化床结合煤粉燃烧技术,建立了炉内气固运动特性的三维数学模型,研究分析了煤粉不同喷入位置及不同二次风速度对炉内气固运动特性的影响.结果表明:在不同二次风速下,煤粉燃烧器布置位置距布风板2600 mm和2000 mm时,颗粒速度波动大,流动不稳定,不能在悬浮段形成局部颗粒流浓度;布置位置为距布风板2300 mm时,流动状态较稳定,而且能够在悬浮段形成高浓度颗粒流.因此在采用联合燃烧技术的循环流化床中,保持流化风速为2 m/s时,煤粉燃烧器布置位置在距布风板2300 mm时,能使煤颗粒在炉膛整个上升过程中处于高温燃烧氛围.     

Heat transfer characteristics in a pulsating fluidized bed in relation to bubble characteristics

A pulsating fluidized bed is operated with two sequential durations designated as an on‐period with injecting fluidization gas and an off‐period without it. The heat transfer coefficient between a vertically immersed heater and bed in a pulsating fluidized bed is measured under various pulse cycles and fluidized particles. The obtained results are compared with those in a normal fluidized bed with continuous fluidization air injection. The relationship between heat transfer coefficients and bubble characteristics, evaluated using a digital video camera, has also been investigated. For certain fluidized particles and operating pulse cycles, the fluidization of particles and the increment of heat transfer coefficients can be obtained under a mean air velocity based on a pulse cycle duration smaller than the minimum fluidization air velocity in a normal fluidized bed. Under the pulse cycles where a static bed through the whole bed is formed in the off‐period duration, the improved heat transfer rate over that in a normal fluidized bed can be measured. This may be attributed to large bubble formation. As heat transfer in the pulsating fluidized bed is obstructed with increasing time to keep a static bed due to the excessive off‐period duration, it is indicated that there is an optimum off‐period duration based on the heat transfer rate. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 31(4): 307–319, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.10038     

非均匀布风对流化床密相床区燃烧温度的影响

由于采用非均匀布风，内旋流湍化床的移动区空气量不足，导致燃烧不充分，温度较低。当移动区未流化时，密相区内存在较明显的温度不均匀性。随着移动区流速的提高，温度差迅速减小。当移动区流速超过2.0umf后，密相区温度基本均匀一致。流动区流速对密相区温度均有一定的影响，流速越高，温度越均匀。     

Axial solids mixing in a circulating fluidized bed

A phenomenological model of axial solids mixing in a circulating fluidized bed is formulated. The model allows for main specific features of the process: ascending motion of particles in the core zone and their descending motion in the annular zone (inner circulation of solids); substantial changes of particle concentration, sizes of core and annular zones over the bed height; net circulation of solids and the effect of the bottom bed on the process. The validity of initial postulates is confirmed by comparison of calculated and experimental curves of mixing.