振动流化床中双组分颗粒流化特性的研究

本文研究了内径为１４８ｍｍ振动圆柱床中等密度和不等密度的双组分颗粒流化特性,考察了不同振动强度对双组分颗粒的床层空隙率、最小流化速度及相图的影响,给出了床层空隙率和最小流化速度的计算式,此计算值与实验值基本相符,且对振动流化床的实际操作和工程设计起到一定的指导作用。     

生物质及其与惰性颗粒双组分体系的流化特性

采用MDMDY-300型全自动密度仪和体积法测量了生物质和3种惰性颗粒的颗粒密度和堆密度,在有机玻璃流化床内考察了生物质单组分及其与3种惰性颗粒双组分体系的最小流化空隙率和流化速度。结果表明,单组分颗粒密度随粒径的变化可以忽略,而堆密度却随粒径的增大有所减小;双组分体系的最小流化空隙率随细颗粒组分增加而出现先减小后增大的趋势,最小值出现在细颗粒组分体积分数为30%左右,且颗粒粒径差异越大变化趋势越明显;双组分体系的起始流化速度、最小流化速度和完全流化速度均随细颗粒组分含量增加呈现减小的趋势,当细颗粒体积分数达到30%左右后起始流化速度的下降趋势趋于平缓。     

生物质与煤混合颗粒流化特性的实验研究

在 D1 1 5 mm× 1 0 0 0 mm有机玻璃制成的圆柱型流化床中 ,对玉米秆、稻秆、煤及其混合物的流化特性进行了实验研究 .实验结果表明 ,单一生物质颗粒不能形成良好的流化状态 ,而加入一定量煤构成生物质和煤二组分混合颗粒可以实现稳定流化 .当生物质和煤混合颗粒中生物质的质量分率小于 5 0 %时 ,可以达到很好的流化状态 ,生物质和煤二组分混合颗粒的最小流化速度随生物质质量分率的增加而减小 .     

生物质和惰性颗粒二组分混合物的最小流化速度

实验发现纯锯末不能在流化床中流化,锯末中加入惰性固体颗粒构成锯末／玻璃珠、锯末／沙子双组分混合物可实现流化．研究了不同粒径、不同配比混合物的流化规律．已有的预测双组分混合物最小流化速度的公式不能应用于锯末／玻璃珠、锯末／沙子双组分混合物．同时研究了球形、椭圆形菜籽的最小流化速度,并研究了不同粒径菜籽与不同粒径沙子在不同比例下的最小流化速度,结果表明形状规则生物质／惰性颗粒混合物最小流化速度可由Ｃｈｉｂａ公式计算     

非磁性粘性颗粒在添加磁性大颗粒磁场流化床中的流化性能

通过添加磁性大颗粒，破碎活塞及沟流，显著改善了非磁性粘性颗粒在磁场流化床中的流化性能。为了评价非磁性粘性颗粒在磁场流化床中的流化性能，测量了最小流化速度、床层压力降和床膨胀高度。实验结果表明，非磁性粘性颗粒的最小流化速度，由于添加磁性大颗粒，而显著降低。磁性大颗粒添加量对非磁性粘性颗粒的最小流化速度有较大影响，随磁性大颗粒添加量的增加，最小流化速度降低，但当磁性大颗粒添加量增大到40％后，非磁性粘性颗粒和磁性大颗粒的混合物的最小流化速度就不再降低。     

气固流化床中双组分混合颗粒密相床的膨胀

在一套φ500 mm×12500 mm大型冷模实验装置上对大差异双组分混合颗粒体系的密相床床膨胀规律进行了实验研究,考察了表观气速、床层高径比和小颗粒质量分率对混合颗粒体系床膨胀的影响.实验结果表明:基于空隙率表示的床膨胀系数随床层高径比的增大而减小,在床层高径比为2.4后基本不再变化;小颗粒质量分率在0.4附近时,基于空隙率的床膨胀系数达到一最小值.通过对实验数据的分析,得到了基于空隙率的床膨胀系数的数学模型,模型计算值与实验值吻合较好.     

单组分球形颗粒最小流化速度的简便计算

对Ｇｅｌｄａｒｔｓ的Ｂ．Ｄ两类物料建立了一个新的采用倾斜量筒的随意松散堆积法来简易可行地确定该单分物料随意散堆积空隙率。实验数据表明，这一随意松散堆积空隙率可用来代替最小流化空隙的率的数值，并用Ｅｒｇｕｎ方程式，求取最小流化速度。     

含油污泥-石英砂双组分颗粒的流化行为

在内径60 mm、高1200mm的玻璃流化床中,对含油污泥-石英砂双组分混合颗粒进行了流化行为研究.结果表明,含油污泥颗粒因含油量较高,粘性较大,无法实现单独流化,掺入一定比例石英砂颗粒后,可平稳流化.随着含油污泥量增加,气速降低时颗粒从流化状态到固定床状态的转变为渐变过程,流化效果变差.采用Kumar-Gupta 公...     

气固流化床中双组分混合颗粒的流态化特性

在一套φ500 mm×12500 mm大型有机玻璃冷模实验装置中,采用FXC-П/32型压力巡检仪测量了双组分混合颗粒体系沿流化床轴向的颗粒浓度分布,采用容积法测量了不同操作条件下自由空域内双组分混合颗粒的饱和夹带量,并根据稀相空间的轴向颗粒浓度获得了双组分混合颗粒的输送分离高度(TDH)。实验结果表明：混合颗粒在密相床的平均空隙率在小颗粒质量分数为0.4时存在一最小值;双组分混合颗粒的TDH随表观气速的增加而增大,随小颗粒质量分数的增加也增大。在自由空域内双组分混合颗粒的饱和夹带量随表观气速的增加而增加,当表观气速小于0.6 m•s^-1时,随表观气速增加明显;当表观气速大于0.6 m•s^-1时,增加趋势减缓。而当表观气速小于0.5 m•s^-1时,双组分混合颗粒的饱和夹带量随小颗粒质量分数增加,变化趋势不明显;当表观气速大于0.5 m•s^-1时,则随小颗粒质量分数的增加而增大明显。通过对实验结果的分析,建立了双组分混合颗粒TDH的数学模型,模型值与实验值吻合较好。     

生物质和惰性颗粒二级分混合物的最小流化速度

实验发现纯锯末不能在流化床中流化,锯末中加入惰性固体颗粒构成锯末／玻璃珠、锯末／沙子双组分混合物可实现流化。研究了不同粒径、不同配要比混合物的流化规律。已有的预测双组分混合物最小流化速度的公式不能应用于锯末／玻璃珠／锯末／沙子双组分混合物。     

石英砂二元混合颗粒初始流化过程的研究

在一套Φ300 mm×3000 mm的有机玻璃冷模流化床实验装置上,考察了石英砂二元混合颗粒的初始流化特性。所有二元混合颗粒均由颗粒密度相同但粒径不同的A、B、C、D四类颗粒组分两两按照一定质量分数混合而成。采用FXC-Ⅱ/32型压力巡检仪测得了不同轴向位置床层的压降曲线,得到了不同二元混合颗粒的起始流化过程特性曲线和起始流化速度。实验结果表明,两种颗粒组分平均粒径大小和差异及其组分质量分率对二元混合颗粒的起始流化特性具有显著影响。A类颗粒加入可显著改善B、C和D类颗粒的流化质量;C类颗粒加入量过大会使混合颗粒在流化过程中出现严重的沟流现象;当浮升组分(小颗粒)质量分数为0.4时,组分粒径差异较大的二元混合颗粒在流化过程中最容易发生完全分级现象;对于粒径差别较大的二元颗粒组分,床层最小流化速度随小颗粒组分的增多而下降,而对于具有较强颗粒间作用力组分的二元颗粒组分,床层最小流化速度则随小颗粒组分的增多而增大。根据实验数据对等密度BD二元混合颗粒的起始流化速度预测公式进行了修正,发现实验值与计算值吻合较好。     

内置水平管的振动流化床中混合物的临界流化速度

在内置水平管的矩形振动流化床内研究了玉米粒和塑料珠混合物(Geldart D颗粒)中的流体力学性质。考察了颗粒质量分数、振动频率、振幅和内置水平管对混合颗粒的临界流化速度的影响。实验表明,振动的加入降低了混合物的临界流化速度。根据振动流化床的动力学特性,分析床层中颗粒受力情况,建立了混合颗粒物在振动流化床中临界流化速度的两类数学模型。通过实验数据建立两种模型的关联式所得的计算值和实验值误差控制在10%以内,吻合较好。     

Minimum Fluidization Velocities of Binary Solid Mixtures: Empirical Correlation and Genetic Algorithm-Artificial Neural Network Modeling

Experimental investigation of the fluidization behavior in single and binary solid-liquid fluidized beds of nonspherical particles as solid phase and water as liquid phase was performed in a Perspex column. Different particle sizes were used to prepare single and binary mixtures with different weight ratios for fluidization. Minimum fluidization velocity increased with increasing average particle size and decreasing sphericity for the binary mixture. An empirical correlation was developed to predict the minimum fluidization velocity. Genetic algorithm-artificial neural network (GA-ANN) modeling was applied to predict the minimum fluidization velocity for single and binary solid-liquid fluidized beds. The application of GA-ANN analysis leads to designing binary solid-liquid fluidization systems without experimentation.     

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。     

A Method to Predict the Minimum Fluidization Velocity of Binary Mixtures Based on Particle Packing Properties

An approach was made to predict the minimum fluidization velocity for binary mixtures of spherical particles differing in size and/or density. The spherical multiparticle model proposed by Panigrahi and Murty was employed to describe the relationship between the bed pressure drop and the gas velocity; the voidage at minimum fluidization was estimated by the Westman equation, which was originally used to calculate the packing voidage of mixtures. The predictions agree fairly well with the reported experimental data in the range of Re = 0.12 ? 156, covering both the regions of laminar flow and intermediate flow.     

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.     

超细颗粒在声场流化床中的流化特性

在内径为130mm的声场流化床中,以原生纳米级SiO2超细颗粒为物料,在声压水平为0～140dB、声波频率为0～500Hz范围内系统地考察了声波对超细颗粒流化特性的影响。结果表明：当声波频率为100～150Hz、声压大于130dB时,声波可以有效地消除节涌、抑制沟流、降低临界流化速度,显著地改善纳米SiO2颗粒的流化质量。在频率一定的情况下,声压越高,超细颗粒的临界流化速度越低,流化质量越好。当频率低于100Hz或高于150Hz时,随着频率的进一步降低或增加,超细颗粒的临界流化速度都增大,甚至又出现节涌和沟流。声波的效果减弱甚至消失。     

压力脉动法预测硅粉颗粒最小流化速度的实验

应用压力传感器研究了不同筛分粒径的硅粉的流化性质，证实流化床层的压力脉动标准方差σp随着表观气速的增加而线性增大, 根据σp=0的条件即可确定流化床的初始流化气速Umf. 此Umf与传统压降变化法得到的实验结果基本一致. 对测得的不同筛分粒级的硅粉的Umf进行拟合，得到了Umf与相应粒级平均粒径的关联式Umf=0.014e10(d–0.28)–0.012e–10(d–0.28)+0.065. 对双粒级复配混合颗粒体系的σp进行的实验研究发现，其σp介于相关单粒级体系的σp之间，并且粗颗粒组份的比例对σp的影响较大.