粒径及声场对SiO2超细颗粒流化行为的影响

采用内径为56 mm的玻璃管流化床,考察了平均粒径分别为5~10 nm(1#), 0.5 mm(2#)及10 mm(3#)的SiO2超细颗粒在无声场及声场存在下的流化行为. 无声场时,1#和2#颗粒可在较高的气速下形成稳定聚团,单位质量颗粒团间作用力与原生颗粒相比显著下降,因而可实现稳定的聚团流化,3#颗粒因颗粒间粘性力较大,无法实现稳定流化. 40~60 Hz的声场对3种超细颗粒的流化行为均可起到一定的改善作用,在此频率范围外,声场的作用不明显. 提高声压级,可以使1#和2#颗粒团发生一定程度的破碎,聚团尺寸减小,最小流化速度降低. 在实验范围内,添加声场无法使3#颗粒实现稳定流化.     

声场流化床中超细颗粒聚团受力与尺寸

在内径40 mm的流化床中,采用平均粒径为7.4 mm的超细铁矿颗粒进行声场流态化实验. 结果显示,聚团尺寸随声压级增大逐渐减小,在固定声压级的条件下存在最优声波频率,本实验为130 Hz. 由铁矿颗粒声场流态化中聚团受力分析提出聚团受力平衡模型,当促进聚团破碎的力和促进聚团形成的力相等时,计算出一定频率不同声压级下的聚团尺寸,在频率130 Hz、声压120.5 db下,根据模型计算得到的聚团直径为384 mm,而通过最小流化速度计算值为367 mm,二者较接近.     

超细颗粒流化特性及团聚机理

在直径40mm的流化床中，考察了Al2O3、CaCO3等超细颗粒的流化特性，测定了床层压降变化、床层的坍落及膨胀规律.通过对超细颗粒自团聚现象的分析，探讨了超细颗粒稳定流化的机理.     

纳米TiO2颗粒在声场流化床中的流化特性

以原生纳米级TiO2颗粒为物料，在内径为130mm的声场流化床中，考察声压、频率对纳米颗粒的流化特性的影响。结果表明，适当的低频强声波的引入能很好的抑制沟流，消除节涌，大大降低了流化床中纳米颗粒聚团的尺寸，使之在低气速下实现稳定流化，从而显著改善纳米颗粒的流化质量。     

声场流化床流动特性研究进展

声场流化床是将声场引入普通流化床,采用颗粒为床层介质的流固相处理系统。声波可以有效降低颗粒聚团尺寸,显著改善超细颗粒的流化质量。本文介绍了声场流化床的基本原理以及近年来在基础研究和应用方面取得的进展及成果,综述了声场流化床在流体力学特性、颗粒特性、声场参数、流态化模型、颗粒团聚以及流化质量机理等方面的研究,并对声场流化床目前存在的问题及发展趋势提出了一些建议。     

声场高温流化床流化特性

在内径50 mm、高1000 mm的声场高温鼓泡流化床中,研究Geldart A, B两类颗粒的流化特性,考察了床层温度、声波频率及声压级对流化床最小流化速度的影响. 结果表明,引入声场后,颗粒的最小流化速度随温度升高而下降;固定温度及频率,最小流化速度随声压级增大而减小;固定声压级与温度,颗粒最小流化速度随声波频率增大先减小后增大,存在一个最佳频率范围. 对床内压力波动信号进行分析,得出声场影响高温流化床流化质量的判据：当声压大于110 dB、频率在100~200 Hz范围内时压力波动偏差与最小流化速度值最小.     

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     

声场强化微小流化床流动特性研究

在内径4.3mm微小流化床中,考察了声场对FCC及石英砂颗粒流化质量的影响。重点讨论了声压级与频率对微小流化床最小流化速度的影响。结果表明,声场能改善微小流化床流化质量。尤其对于51μm石英砂颗粒,声场可以使其消除沟流,实现稳定流化。声压越大,声场对微小流化床流化质量改善越明显。最小流化速度随声压增高呈单调下降趋势。相同声场条件下,声波对微小流化床最小流化速度数值降低幅度大于大尺度流化床。声场对微小流化床最小流化速度的影响存在最佳频率。但不同颗粒的最佳频率不同。内径4.3mm流化床,51,67,83μm石英砂颗粒与83μmFCC颗粒对应的最佳频率分别为90,90,140和140Hz。在一定的声压与频率下,声场可以降低最小流化速度约9%～21%。对于微小流化床,床径越小,则床层空隙率越大,越有利于实现外场强化,最小流化速度的降低幅度也逐渐增大。     

超细颗粒聚团流化的临界流化速度

在内径50 mm的流化床实验台上,测量SiO₂、Al₂O₃和TiO₂ 3种超细颗粒原生粒径从30 nm增加到5 μm的临界流化速度（U_mf）,并以Geldart A类颗粒（粒径45 μm）为参照。结果表明：3种超细颗粒的U_mf随粒径的变化规律一致,随原生粒径从30 nm增加到5 μm,U_mf逐渐增大;当颗粒粒径增加到45 μm,U_mf大幅度减小,其与原生粒径为30和200 nm时接近。对于不同材料,U_mf由大至小的顺序依次为TiO₂、Al₂O₃、SiO₂。粉体安息角测量表明：对于同种材料颗粒,原生粒径对超细颗粒的U_mf和安息角的影响规律一致,即5 μm超细颗粒的安息角最大。聚团尺寸模型计算表明：稳定流化时,聚团尺寸随原生粒径的变化趋势以及随不同材料的变化趋势均与U_mf的变化趋势一致。研究结果为超细颗粒流化临界速度预测研究奠定了基础。     

声场高温流化床流化特性的实验研究

本文系统分析了温度、声波频率、声压级对Geldart B类颗粒初始流化速度和反应器内压力波动的影响规律.实验结果显示:当反应器内加入声场,颗粒的初始流化速度随着温度的升高急剧下降,随声压级的增大而减小,随声波频率的增大先减小后增大,并存在一个最佳频率范围.当温度超过400 ℃后,声压级对颗粒最小流化速度的影响增大.压力...     

液固流化床中铜颗粒流化特性的研究

以球形铜颗粒为原料,水为流化介质,在横截面为50mm×15mm的液固流化床中,考察不同平均粒径铜颗粒的流化特性。并基于Richardson-Zaki的关联式,提出符合本实验条件计算空隙率方程中指数n的关联式。     

稻草及热解半焦颗粒流化特性

研究了稻草及不同温度热解半焦颗粒在内径100 mm、高1000 mm的有机玻璃流化床中的流化特性. 结果表明,稻草颗粒无法单独流化,而其热解半焦颗粒可单独流化;半焦颗粒的最小流化速度随粒径增大而增大,与床层高度无关,筛分粒径为0.45~0.9, 0.18~0.45, 0.125~0.18 mm的半焦颗粒的最小流化速度分别为0.19, 0.16, 0.14 m/s;300~550℃温度范围内稻草热解半焦颗粒的流化特性无明显区别;半焦与稻草颗粒混合流化时,稻草颗粒不大于20%(w)时床层有较好的流化质量,混合颗粒的最小流化速度都随混合颗粒中稻草含量增大而增大.     

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.     

超细粉在导向管喷动床中的流化行为

以料径5μm的CaCO3超细粉为物料,对其在半圆形导向管喷动床中的流化行为进行研究,考察床层压降特性及喷嘴直径、导喷距及导向管直径对起始流化行为的影响。     

粉末涂料的流态化特征及流化床设计

通过试验和观察,研究了粉末涂料的流态化特征,提出了粉末涂料流态化质量的评价方法。从改善粉末涂料流态化质量出发,对粉末颗粒生产提出要求,介绍了流化床设计中的注意事项。     

超细粉流化机理和团聚现象的探讨

在直径60mm的流化床中,以SiO2和TiO2超细粉为原料,考察了粉体物性、粉体填充状态和空气湿度等因素对超细粉流化行为和聚团性质的影响,结果表明：超细粉的流态化经历了活塞流、过渡区和聚团流化3个阶段;聚团的流化行为与大颗粒相似;初始填充状态对超细粉流化行为和聚团大小有重要影响,松填充有利于减小聚团尺寸和减少颗粒夹带,提高流化质量;并结合粉体层受力分析,对超细粉的流化机理和团聚现象进行了探讨。     

细颗粒振动流态化行为的二维床观察

本文利用一种新型复合振动充化装置，使在一般操作条件下无法实现正常流化的细颗粒床层处于良好的流化状态。通过观察发现，振动的引入可以破坏沟流的存在而使细颗粒流化；其振动流化有三种存在形式，提出了振动流化的物理模型和流化相同，可以解释细颗流化状态与振动条件及其物性的关系。     

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