二维流化床内水平射流影响区试验研究

提出了射流影响区的概念,利用图像处理方法和统计方法研究了二维流化床内水平射流在射流影响区出现的概率。射流在射流影响区中间出现的概率较大,在两侧出现的概率较小,且最大概率点随高度的增加向远离喷嘴的方向发展。研究了流化数和射流气体速度对射流区范围的影响,当流化数和射流气体速度增加时,射流影响区的范围将扩大。当射流气体速度较大时,气泡运动对射流影响区范围的影响减弱。给出了射流影响区加权中心线的关联式。     

二维流化床内射流深度的试验研究

研究二维流化床内的水平射流和垂直向上射流。利用图象处理技术得到了水平射流的水平深度和垂直向上深度以及垂直向上射流的射流深度。通过多元线性最小二乘回归,得到了射流深度的关联式。研究了流化数、射流速度、颗粒平均粒径和静态床层高度对射流深度的影响。试验结果表明,流化数和射流速度的增加,射流深度将增加;颗粒粒径增加,射流深度将减小;静态床层高度变化时,射流深度基本不变。发现射流深度决定于射流与乳化相气体和颗粒的动量交换。对水平射流的垂直向上深度和垂直向上射流的射流深度进行了比较。     

向加压流化床添加水煤膏的试验研究

本文介绍了在１ＭＷｔ加压硫化床燃烧装置上进行水煤膏燃烧试验的情况，水煤膏由约７５％煤和２５％水组成，运行稳定，燃烧效率达９９．５％左右。     

增压流化床燃烧用水煤膏的雾化性能

根据水煤膏的特点，设计了几种不同结构的雾化喷嘴，采用PIV仪和二次开发的图像处理软件，研究了不同参数下水煤膏的雾化性能，分析了诸因素对水煤膏雾化性能的影响，得出了可供工程应用的喷嘴设计和操作参数．结果表明，当雾化气膏比大于0．6时，雾化颗粒平均粒径降低的幅度很小．     

水煤膏管内层流和过渡区的阻力特性

在分析非牛顿流体管内滑移流动机理的基础上,提出了通过计算水煤膏管内流动广义雷诺数ReE来确定其阻力损失的方法。分析结果表明：广义雷诺数不仅适用于管内存在滑移的非牛顿流体流动,同样适用于无滑移的非牛顿和牛顿流体流动。试验结果表明：水煤膏管内定常流动的临界雷诺数约为2100;层流区采用广义雷诺数的沿程阻力系数的计算公式类似于牛顿流体的简单形式,即λ=64／Reg;过渡区的阻力损失近似满足布拉休斯方程,λ=0.316Reg^-0.25。     

增压流化床用水煤膏在管内流动特性

通过试验研究水煤膏在中小管道中的流变特性和阻力特性,分析了各影响因素对水煤膏流变特性的影响,给出了水煤膏管内流动阻力的计算方法。研究表明,适当配比的水煤膏可以在很低水份下（22.16%）顺利流动,石灰石的添加和温度的提高可以降低水煤膏在管道内的流动阻力,水煤膏的流变特性可用Herschel-Bulkley模型描述。在层流状态下,水煤膏的阻力系数可用类似于牛顿流体的广义雷诺数表征,λ=64/Reg。     

二维喷动流化床内气体混合的实验研究

在300 mm×30 mm×2 000 mm的喷动流化床冷态试验台上,在喷动区和环形区分别采用CO和SO2作为示踪气体的方法,获得了不同喷动气流速和流化气流率这两个重要的操作参数下,不同床层高度上示踪气体的径向分布,考察了床内喷动区与环形区之间气体的混合特性。结果表明,示踪气体在不同床层高度的径向分布呈现较大的差异,并沿床层高度依次降低。在稳定的流动状态下,喷动气速度的增大,使喷动气向环形区的传质加强,也促进了流化气在环形区的混合;流化气流率的增大,气体由环形区向喷动区的传质大于由喷动区向环形区的传质,且流化气在环形区混合加强。在不稳定的流动状态下,气体的径向浓度分布曲线两边出现不对称。     

水煤膏冷态雾化试验装置和测量系统的研究

建立了一套垂直式水煤膏雾化试验装置,提出了通过采用PIV技术及二将开发的图像处理软件来测量水煤膏雾化颗粒的平均粒径与分布的方法,分析了水煤膏雾化颗粒测量的影响因素,为进一步研究水煤膏喷嘴雾化性能提供了保证。     

水煤膏流变性能的试验研究

水煤膏的管内输送特性是增压流化床燃烧湿法加料技术研究中的一个十分重要的问题。该文通过试验研究，分析了水份、粒度配比、煤种及石灰石的添加等诸因素对水煤膏流动特性的影响，结果表明：通过适当的配比，水煤膏在很低的水份下（２４．３％）能够有良好的流动特性；而石灰石的加入也明显降低了水煤膏在管内的流动阻力。试验得到的流变参数表明：水煤膏的流变特性在高水份时，近似为宾汉体；而在低水份时，近似为幂律流体。图１１表２参４     

水煤膏管内流动的相似准数及阻力特性

在分析非牛顿流体滑移的基础上，导出了表征其流动状态的相似准数－广义雷诺数Rcg。不同流型的分析结果表明：广义雷诺数不仅适用于管内存在滑移的非牛顿流体流动，同样适用于无滑移的非牛顿和牛顿流体流动，采用广义雷诺数的沿程阻力系数计算公式类似于牛顿流体的简单形式，即λ=64/Reg。试验结果表明，水煤膏管内流动存在滑移现象，其管内层流流动的沿程阻力损失系数的计算公式与牛顿流体具有相同的形式，且计算精度比较满意。     

循环流化床床内受热面磨损特性的试验研究

采用自行开发的磨损传感器进行测试,研究循环流化床中不同部位的磨损分布。试验发现：稀相区的受热面的磨损情况相对较轻,运行风速的影响也较小,磨损指数小于２;密相区受到颗粒的磁撞,其磨损较严重,且随风速增长较快,其磨损指数为３．５;而顶棚受热面由于炉膛气流的转弯受到颗粒的高速撞击,表现出了较高的磨损率,而且随运行风速的影响也非常大,磨损指数大于４,是试验中发现最严重的磨损区域。所得到的研究结果对循环流化床的防磨设计具有重要参考价值。图６参８     

流型对循环流化床径向气体混合影响的试验研究

在提升段净高为4.0 m、内径0.19 m的循环流化床冷态试验台上进行了快速床和气力输送两种流型中径向气体混合的试验研究,试验用物料为河沙,d_p=120 μm,真实密度ρ_s=2 400 kg/m~3.试验台颗粒循环流率(G_s)和流化风速(U_g)可独立控制,根据床层上、下部压力梯度随流化风速的变化关系判断快速流态化的存在区域.采用柱塞流模型,用CO_2作为示踪气体进行3种风速下的径向气体混合试验,得出了快速床和气力输送两种流型中气体径向扩散系数Dr随颗粒浓度变化的趋势.研究发现,在气力输送流型中Dr随颗粒浓度增加而减小,在快速床流型中Dr随颗粒浓度增加而增大.结合固体颗粒在不同流型中的存在状态解释了流型对Dr的不同影响作用.     

流化床燃烧棉秆的混合特性及床料的选择

在0.2 MW热功率的试验台上进行了燃烧试验,研究了棉秆长度、床料粒径、配比和流化速度对混合均匀程度的影响.试验结果表明:①长度10～100 mm特别是50 mm左右的棉秆,与φ0.6～1 mm床料能均匀地混合.当床料重量比为2%,在流化数为3～7时,能均匀地混合流化;但流化数大于7时,混合的均匀度稍有降低,棉秆与床料的配比对混合也有影响.②棉秆流化床燃烧宜选择弱酸性床料,不会出现烧结现象而影响床料的正常流化.     

循环流化床内颗粒混合特性的数值模拟

为了更好地研究循环流化床内颗粒的混合行为和揭示颗粒的混合机理,将离散单元法和计算流体力学相结合,对床内颗粒的轴向混合与径向混合过程进行了数值模拟.从气体和颗粒运动速度的角度将轴向混合与径向混合结合起来,对床内颗粒的整体混合过程进行了分析,并采用颗粒特征浓度标准差对颗粒的混合程度进行了定量评价,通过数值模拟得到了床内气体的速度场、颗粒的速度场和体积分数分布.结果表明:颗粒与气体的速度分布趋势基本一致,床内呈现上部稀相下部密相;颗粒的轴向混合效果优于径向混合效果,增大流化风速有助于加速颗粒的混合,且颗粒轴向混合对流化风速的敏感性低于径向混合.     

煤泥流化床中物料混合规律的研究

本文主要研究了洗煤泥流化床中物料间的混合规律。文中引入相对分布密度和中间混合指数，考察了颗粒的密度、粒度以及流化风速对物料混合的影响。在实验的基础上提出了异重流化床中燃料沿高度分布的定量描述方法以及具体的分布表达式。文中的结论对于洗煤泥流化床锅炉的设计和运行以及异重流化床新床料的开发都具有重要的指导意义。     

Investigation on Horizontal Mixing of Particles in Dense Bed in Circulating Fluidized Bed（CFB）

INTRODUCTIONCirculatingFluldizedBed(CFB)hasthemeritstousevariouskindsoffuel,withhighcombustioneffi-ciencyhighdestilfurizationrate,andlowN0xemis-sion'ItdevelopedveryquiCklyintheworld,anditsmaindirecti0nofdevelopmentistowardlargersizes.InCFBcombustionequipments,duetotheparticlesinthebedareinhighspeedfiuidizingcondition,thehorizontalmialngoftheparticleswitheachotherisveryviolent,consequently,insmallCFBboilers,theeffect0fhorizontalmbongprocessofthecoalparticlesoncombustioninthefurnacehas…     

高温气固流化床的流化特性

气固流化床中的压力脉动信号是研究流化床内流体动力特性的一个重要途径，本文在２０℃～６４０℃的温度范围内，测试了３种颗粒在不同流化速度下气固流化床中的瞬态压力脉动信号，通过分析压力脉动进一步研究了温度对床内流化特性的影响。研究结果表明：高温下气固流化床内的流化特性与常温下有显著的差异，随温度的升高，床内的流化质量有所改善；对于同一种颗粒，不能将常温下所得到的流化特性推广到高温的条件下。     

基于小波变换的鼓泡流化床压力波动信号的分析

运用小波变换对鼓泡流化床内压力信号进行多尺度分解 ,并计算各尺度高频信号的功率谱积分 ,由此来对鼓泡床压力波动信号所含的丰富信息进行分析 ,这种分析方法充分体现了小波分析的优越性。通过对GeldartD类床料的实验、研究得出分解时选用的最佳小波基随流化速度变化的规律 ;尺度 6及尺度 5对应的高频信号分别可以表征气泡在床表面的破裂及在布风板附近的形成 ,尺度 4的高频信号是由气泡沿床层上升而引起的 ,这在以往使用傅立叶变换或只用功率谱分析是无法得出的。结果表明 ,小波变化结合功率谱分析是一种分析鼓泡流化床内压力脉动信号的有效方法