粘附性颗粒添加组份流态化实验

以不同粒径的ＳｉＣ为物料,考察了表观气速和添加颗粒对其流化性能的影响．实验表明,平均粒径大于１０μｍ的ＳｉＣ物料,可通过增大表观气速使其流化;而小于５μｍ的ＳｉＣ５和ＳｉＣ２物料,不能使用增大表观气速的方法使其流化．添加颗粒能使ＳｉＣ５很好流化,利用流态化聚团准数Ａｅｆ可计算颗粒的最佳添加量ｘｍ．     

粘附性颗粒流态化研究进展

主要阐述了粘附性颗粒流态化特性（初始流化速度、床膨胀、塌落）及聚团流化过程,提出了粘附性颗粒流态化的机理是聚团流化．并对近年来国内外在预测聚团大小、床层结构模型、改善粘附性颗粒流化性能方面的研究进展进行了总结．     

粘附性颗粒流态化聚团尺寸的预测模型

在大量实验的基础上,通过对细颗粒碰撞聚团过程进行受力分析,提出了一种流化床中粘附性颗粒聚团和破碎的力学模型．通过模型计算,求出了不同类型粘附性颗粒流态化时聚团的大小．模型预测结果与实验测定基本一致．     

粘附性颗粒流化床内构件的选型

研究了多孔板式内构件和桨叶式内构件对粘附性颗粒流态化的影响. 实验表明,多孔板式内构件对流化质量的改善不好,桨叶式内构件的效果良好但仍然存在缺陷. 通过结合二者优点开发的孔桨式内构件克服了桨叶式内构件的缺点,显著地改善了粘附性颗粒的流化质量.     

黏性颗粒流态化的气固流动模型研究进展

黏性颗粒间存在较强的范德华力、液体桥力、静电力等黏附力作用,在流态化时易发生聚团现象,影响流化床的正常操作. 连续介质模型、离散颗粒模型和拟颗粒模型用于研究颗粒聚团流态化行为时各有优缺点. 基于欧拉方法的连续介质模型无法具体描述颗粒间的相互作用;采用拉格朗日法则能从颗粒微观受力、颗粒碰撞、聚团流动等多尺度研究黏性颗粒的流态化特性. 但受限于巨大的运算量,离散颗粒模型模拟的颗粒数有限,拟颗粒模型目前仅适合处理纳微尺度问题. 随着高性能计算机的发展和普及,基于拉格朗日法的黏性颗粒流动模型应用前景广阔.     

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.     

粘性SiC颗粒聚团流态化特性

对不同粒径的°SiC粘性颗粒的流态化实验表明,颗粒粒径对流化性能有较大影响,颗粒粒径越小,颗粒间粘附力越大,其流化性能越差;提出了粘性颗粒自然聚团数Ae_n和流态化聚团数Ae_f,用来表征颗粒的流化性能;指出了应开展粘性颗粒聚团流态化的研究。     

粘性颗粒流化床中聚团大小的计算模型

根据粘性颗粒流化床中聚团所受力的分析,提出了力平衡模型。并对模型中的参数进行了估算。据此模型计算了几种粘性颗粒的聚团大小,计算结果与实测的聚团大小较为接近。与其他研究者的模型比较,计算结果更接近实测值。     

非流态化流体—颗粒流

本文应用多相流理论与颗粒介质力学研究非流态化流体—颗粒两相流动力学。建立了一系列动力学方程式,将流体压力、颗粒间接触压力、床层空隙率与颗粒和流体的性质、床的几何结构、操作条件相关联。这些方程的计算结果与大量实验数据相吻合。本文还归纳了垂直非流态化两相流的十三种操作状态,绘制了垂直移动床流体颗粒流动相图,定量地指明了各种操作状态存在的条件及其相互关系,并对理想料封状态进行了重点讨论。     

细颗粒的团聚流态化及其判定

本文在考查了不同细颗粒的流态化过程及物料的气动特性与粘附力关系的基础上，提出了当量流态化的概念；实验发现聚团密度的减小是改善细颗粒流化性能的一种有效途径；根据气动情况下不同的成团结果，把细颗粒的聚团流态化分成了三类：沟流；似A类聚团流态化；似B／D类聚团流态化；同时，结合实验结果，给出了不同细颗粒聚团流态化类型的定量判据     

双组分颗粒声场流态化的实验研究

在内径为56 mm的玻璃声场流化床中,以5~10 nm未改性和有机改性的SiO2为实验物料主体颗粒,Fe3O4(粒径小于0.053 mm)为客体颗粒,在声压级为90~105 dB时系统考察了声场频率、声场强度和主客体颗粒不同配比关系对超细颗粒流化行为和聚团尺寸的影响。结果表明,当声场频率处于50 Hz,声压级大于100 dB时,声波可以有效地消除节涌、抑制沟流、降低临界流化速度,减小聚团尺寸,显著改善超细颗粒的流化质量。声场频率一定,声场强度越大,颗粒团聚体的直径越小。客体颗粒的添加比例存在一适宜范围。     

大颗粒流态化水泥熟料煅烧试验研究

为进一步提高熟料质量，降低煅烧热耗，减小污染，开发了大颗粒流化床水泥熟料煅烧工艺。在热态模型装置上，采用平均粒径4mm的大颗粒物料，进行了流化床煅烧试验研究，并煅烧出较高质量的水泥熟料。同时，初步取得了在高温下检测和控制料流化状况的方法，即通过检测和控制流化床压降，能够实现高温流化床的稳定运行。证明了可以利用流经床来煅烧水泥熟料。即用流化床反应器来代替传统水泥生产中的回转窑和立窑煅烧设备，从而达到降低能耗、提高质量、减小污染的目的。     

原生纳米级颗粒的聚团散式流态化

在内径为 35mm的小型玻璃流化床中考察了平均原生粒径为 16nm的SiO₂ 颗粒的流化行为 .实验发现 :当操作气速远远超过原生纳米颗粒的最小流化气速时 ,这种超细颗粒可以通过自团聚实现稳定、均匀的散式流化 ,并可获得比GeldartA类颗粒更高的床层膨胀比和更宽的散式操作区 .由于原生纳米级SiO₂ 颗粒在流化时形成的团聚物具有较大的粒径和很小的密度 ,使得该气固体系的流化行为与液固体系有许多相似之处 ,该过程对于研究气固流态化的散式化具有重要意义     

黏结性粗颗粒流动与流态化的研究进展

在石油、化工、食品等多个领域经常需要处理黏结性粗颗粒,颗粒的黏结会严重影响生产效率。本文综述了黏结性粗颗粒的流动、流态化特性以及改善其流化性能的措施。阐述了粗颗粒间的黏结机理以及主要作用力(液体桥力和固体桥力)的研究进展:目前的研究采用实验和数值模拟两种方法,探究湿含量、流体黏度、操作压力等对黏结性粗颗粒的流动混合及其流态化的影响;改善黏结性粗颗粒流化性能主要有提高风速和改造装置等措施。分析表明,对于液体桥力的研究已经比较系统深入,而以固体桥力为主要黏结力的粗颗粒,其黏结机理还有待进一步的发展。指出随着高性能计算技术的发展,新的颗粒间作用力数学模型与离散单元法的耦合,将成为研究黏结性粗颗粒流动及流态化的重要方法。     

生物膜颗粒流态化与有机质降解行为

生物膜颗粒的流态化行为与有机质降解行为对提升生物流化床反应器的高效性和稳定性具有重要作用。探讨了好氧三相流化床反应器的颗粒流型、颗粒混合、颗粒团聚、生物膜颗粒化、生物膜颗粒对有机质的吸附氧化以及生物膜颗粒的传质-反应等行为特征,提出了通过合理选用载体、合理设置反应器内构件以及采用细胞固定化技术等强化生物膜颗粒行为的措施。     

大颗粒作用下微细粉流态化干燥研究

为了克服湿微细粉易于结团形成“细粉群”、不易流化和干燥的缺点，在微细粉中加入惰性大颗粒物料，由于大颗粒的“搅动”作用，使细粉分散，可提高流化质量，从而提高微细粉的流化干燥热效率．在实验基础上进行了物料衡算和热量衡算，并进行连续干燥热效率的计算．该方法为微细粉的流化干燥提供一条新的途径．     

粘性颗粒表面改性后的流态化性能

微米级粘性颗粒很难流化,采用纳米颗粒包覆(或表面改性)后,导致微米级粘性颗粒的表面结构、表面能改变,因而其流化性能亦发生变化.为了考察表面改性后的粘性颗粒在流化床中的流化性能,测量了最小流化速度、床层压力降和床空隙率.实验结果表明,粘性颗粒表面包覆纳米颗粒后,由于粘性力显著下降,粘性颗粒流化性能得到明显改善,而且表面改性后的粘性颗粒的最小流化速度显著降低.     

流态化固体颗粒对载气蒸发传热的强化

Heat transfer characteristics are studied for gas carrying evaporation with fluidized solid particles in a vertical rectangular conduit. Experimental results show that heat transfer of gas carrying evaporation is enhanced and the superheat of liquid in contact with heating surface lowers remarkably by introducing solid particles. Nucleate boiling on the heating surface is suppressed to a considerable degree. The mechanism of heat transfer enhancement by fluidized solid particles is analyzed with the consideration of collisions of solid particles with the boiling vapor bubbles.     

原生纳米颗粒SiO_2中添加大粒径组分的流化性能

以平均原生粒径为 10nm的SiO2 为原料 ,采用添加较大球形玻璃珠颗粒的方法 ,在内径为6 0mm的有机玻璃流化床中 ,考察了在不同添加量和不同添加颗粒粒径的情况下 ,纳米颗粒SiO2 的流化性能。实验表明 ,纳米颗粒SiO2 的流化经历了沟流、节涌、破碎和聚团 4个阶段 ,但当添加玻璃珠的量大于10∶1或添加玻璃珠粒径不大于 0 13mm时 ,SiO2 的流化质量较好 ,并可采用床层压降曲线来表示其流化性能