气固搅拌流化床内的压力脉动特性

为考察搅拌桨的转动作用对流化特性的影响，研究了不同转速和气速下搅拌流化床的压力脉动行为.采用188 mm的内径和400 mm的静床高，以Geldart B类和D类颗粒为实验物料，进行了压力脉动信号的统计分析和功率谱分析.实验结果表明，搅拌桨的转动对最小流化速度没有影响，但使B类和D类颗粒呈现了A类颗粒特有的散式流态化现象.随搅拌转速的增大，压力脉动的标准偏差减小，最小鼓泡速度增加. 最小鼓泡速度与最小流化速度之比与搅拌转速成正比.当搅拌转速增加到一定程度后，压力脉动的功率谱主频等于搅拌桨转动频率，流化床从鼓泡流态化状态转化为散式流态化状态.     

大颗粒二维流化床压力及压力脉动

由于目前大颗粒流态化理论还很不完善，为了丰富大颗粒流态化理论，对Geldart D类不同物料组成的二维流化床的压力及压力脉动分布规律进行了研究，并将其结果同高速摄影仪拍摄到的结果进行了对比．试验发现：床层压力分布规律可近似的用公式△p=pi-pj=ρp（1-ε）（hi-hi）来表示．压力脉动分布规律主要是流化床中气泡行为的反映；压力脉动方差值的先减小，后增大，最后又减小的变化规律对应着流化床中气泡的产生，均匀上升，聚并长大，而后破裂的规律．另外，从高速摄影照片发现床层中气泡发展方向总是向着料层面较高的一方发展．     

脉动流化床基本流体力学特性的研究

本文对脉动流化床的基本流体力学特性进行了分析和研究。认为：在相同送风量的前提下，与普通流化床相比，脉动流化床的最小脉动流化速度降低；存在着极限脉动流化速度；床层压降减小。     

脉动流化床床层的膨胀与混合

本文分析了脉动流化床床层膨胀与混合的特点，认为对应于同样的气流量，脉动流化床的床层膨胀率要比普通流化提高，床层颗粒的偏析现象明显降低；推导了脉动床床层膨胀的数学模型。     

细粒褐煤脉动气固流化床干燥分选协同提质

煤炭的清洁高效利用是能源领域长期发展的要求.脉动流化床传质传热效率及分选精度高,可对褐煤实现有效的脱水提质.基于热态脉动空气重介质流化床流化试验,研究了不同操作条件对流化床密度及密度稳定性的影响规律和细粒褐煤的干燥脱水效果,并对-6+1 mm细粒褐煤进行了干燥分选协同提质试验.结果表明：增大气流速度、温度及脉动频率,均可提高细粒褐煤的干燥速率,影响床层密度及其稳定性.在温度与脉动能量的耦合作用下,干燥分选同时进行,水分灰分协同脱除,最佳干燥分选条件为温度T=120℃,气速u/u_mf=1.3,脉动频率f=4.36 Hz.在最佳条件下对-6+1 mm褐煤进行分选,可能偏差E值可低至0.16 g/cm³,精煤发热量可达18.670 kJ·g^-1,能够达到脱水脱灰一体化的要求.这为细粒褐煤的脱水提质提供试验基础.     

变形压力钢管的压力脉动

给出了变形压力钢管压力脉动的偏微分方程，并针对压力钢管一端有压力脉动的情形进行了线性化求解，这对于输液管道的稳定性，特别是对水力机组压力钢管内水体共振现象的分析具有一定的实用性。     

离心泵汽蚀的压力脉动判据研究

离心泵汽蚀的研究是多年来研究工作者极关注的问题之一，本文以流体动力学为基础，以空泡动力学为指导，对离心泵空化空蚀的机理的早期判据进行了深入的探讨。为汽蚀的早期诊断和汽蚀检测的工程应用，提供了有用的依据。     

声场流化床颗粒浓度时间序列分析

在内径140 mm,高1 600 mm的声场流化床中,以FCC颗粒为流化介质,采用光导纤维探针测定不同轴/径向位置的颗粒浓度时间序列,通过统计分析、功率谱分析和小波分析揭示外加声场对颗粒浓度的影响。结果表明:声场的引入降低了颗粒最小流化速度,声压越大最小流化速度越小,声波频率在150 Hz时最小流化速度最小。颗粒浓度功率谱呈现宽频且有明显主频的低频信号,声压越大主频的峰值越小,颗粒浓度信号的主频峰值随频率先下降后上升。对颗粒浓度信号进行5尺度离散小波变换,声场流化床中颗粒浓度信号高频部分增加,低频部分减小。     

外加声场对气固流化床A类颗粒动力学影响的数值研究

在内径0.14 m,高1.6 m的气固流化床中,以空气和FCC颗粒为气相和固相,运用商业模拟软件Fluent 6.2,通过自编C语言程序,将声场模型与Fluent 6.2中的传统模型结合,研究了径向颗粒浓度分布、轴向压力波动均方根(pRMS)和颗粒温度,分析了声场对床内气固流动状态的影响。结果表明:鼓泡床密相区径向颗粒浓度呈抛物线分布,声场的加入增大了轴向颗粒浓度,减小了气泡尺寸;pRMS随声压级的增大而增大,说明气泡形成与破裂频率加快;颗粒温度也随声压级的增大而增大;模拟结果与实验值吻合较好。     

振动流化床床层压降理论分析与实验研究

从振动流化床床层压降的物理意义出发,得出了振动流化床床层压降模型。提出振动流化床床层压降-流速曲线上存在第一、第二流化段,相应速度为第一、第二临界流化速度。并在二维振动流化床内,以不同粒径的玻璃珠为床料进行了实验研究,分析了振动及其它操作条件对床层压降的影响,并将模型计算得到的压降与实验结果进行了比较,结果表明模型预测与实验结果有较好的一致性。实验关联了振动能量传递系数的数学表达式,得到第一、第二临界流化速度时床层压降,并与其他研究者的结果进行了对比分析,结果显示本文的模型能得到更为可靠的预测结果。     

气-液-固三相流化床冷态实验

以氮气为气相、蒸馏水为液相、铜粉为固相构建了的气-液-固三相流化床冷态实验装置,流化床反应器内径为50 mm、高为500 mm.采用Hilbert-Huang Transform分析了布风板上表面处压力脉动信号,考察了布风板压差和床内两固定测点间压差随气体流速的变化关系,使用降速法得到了气-液-固三相流化床的最小流化速度,并通过同步图像采集验证了该最小流化速度.结果表明:气体流速为14.85 mm/s时,固体颗粒之间碰撞剧烈,气、液、固三相混合均匀;随着气体流速的增加,两固定测点间压降呈现先降低,后增加,最后又降低的变化趋势;气-液-固三相流化床的最小流化速度约为17.4 mm/s.     

鼓泡流化床内颗粒速度分布的研究

在内径0.185m 的鼓泡床内,采用PV-5A型速度仪考察不同表观气速下两种粒径GeldartB类物料 (玻璃微珠)在不同轴向位置颗粒速度径向分布规律。结果表明,在床层底部颗粒速度分布与分布器设计密切相关, 而远离分布器的上部区颗粒速度主要受气泡行为影响,表现为中心区域大而边壁附近小,且随着表观气速的增大这 种趋势变的更加明显;同时在这两个区域之间存在一个过渡区,该区域内分布器的影响明显减弱,导致颗粒速度的 径向分布逐渐趋于一定的规律;而在相同轴向位置处颗粒速度变化幅值的影响会随着表观气速的增大变得剧烈。     

气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。     

振动流化床的形成机理

研究了振动能量在细颗粒床中的传递粒订中的传递以及振动与气流交互作用过程,揭示了振动对气泡的破碎作用机理以及微泡振动流化床的形成机理,并给出了有效抑制气泡生成的临界振动频率计算关联式,试验结果表明：振动流化床密度分布均匀,床层压力波动小,实测值与理论分析结论计算关联式,试验结构表明：振动流化床密度分布均匀,床层压力波动小,实测值与理论分析结论一致。     

声波对流化床内水平射流的影响

在内径140 mm,高1600 mm的声场射流流化床中,以催化裂化催化剂(FCC)和石英砂颗粒为床料,采用光导纤维探针测定了水平射流的射流深度和不同轴/径向位置的颗粒浓度分布。结果表明:射流深度随射流气速、流化数和射流管径的增大而增大,随床料平均粒径和密度的增加而减小,声场的引入可以增大射流深度。声压越大射流深度越大;声波频率在150 Hz时射流深度最大。颗粒浓度沿轴向高度的增大而增大,声波对射流区颗粒浓度没有影响,鼓泡区颗粒浓度随声压级的增大而增大,随声波频率的增大先增大后减小。     

厌氧流化床－外循环三相好氧流化床处理垃圾渗滤液

利用厌氧流化床-外循环三相好氧流化床联合系统处理垃圾渗滤液,分别考察了进水COD_(Cr)浓度、进水NH_3-N浓度、厌氧段COD_(Cr)去除率和厌氧段NH_3-N去除率等因素对垃圾渗滤液的COD_(Cr)和NH_3-N的总去除率的影响.实验表明,联合系统对低NH_3-N浓度的垃圾渗滤液具有较好的处理效果,当系统的总停留时间在10.5 h时,在进水COD_(Cr)浓度范围为2817.2～4383.88 mg/L,进水NH_3-N浓度为303.12～445.43 mg/L,联合处理系统对COD_(Cr)去除率为86.79%～98.85%;对NH_3-N的去除率为81.14%～94.01%.系统对COD_(Cr)去除的容积负荷平均达到7.38 kg/(m~3·d),对NH_3-N去除的容积负荷平均达到0.37 kg/(m~3·d).当垃圾渗滤液的COD_(Cr)值在3400 mg/L以下时,联合处理系统对其中的COD_(Cr)有较高的去除率,为86.79%～98.85%;当NH_3-N浓度在400mg/L以下时,系统对NH_3-N有较高的去除率,为81.14%～94.01%;厌氧段的COD_(Cr)和NH_3-N去除率较高时,有利于提高联合处理系统的总CO_(Cr)和总NH_3-N去除率.     

运动物体在浓相流化床中的受力

对物体在浓相流化床中的受力情况进行了理论和实验研究,结果表明：运动物理在流化床中除受到重力外,还主要受到拟流体静压分布产生的浮力和流化粒子与物体相对运动产生的和作用,物体在流化床中受到的和基本遵守Ａｒｃｈｉｍｅｄｅｓ原理,等于所排开拟流体的重昨。流化床的流变特性为Ｂｉｎｇｈａｍ粘塑性流体,流化粒子作用在物体上的电力可由修正的Ｒｅｙｎｏｄｓ数代入牛顿力式算出。