多孔球三相流化床流动特性研究

对多孔球为团相的三相流化床流动特性进行初步研究．讨论气体空塔流速、液体喷淋密度、填料静止高度等因素时多孔球作团相的三相流化床流动特性的影响．根据实验数据，用微机回归得最小流化速度、床层压降、床层膨胀高度的计算公式．并和空心圆球为团相的三相流化床流动特性作了比较．     

多孔球三相流化床流动特性研究

对多孔球为固相的三相流化床流动特性进行初步研究，讨论气体空塔流速、液体喷淋密度，填料静止高度等绎多孔球作固相的三相流化床流动特的影响，根据实验数据，用微机回归得最小流化速度，床层压降，床层膨胀高度的计算公式，并和空心圆球为固相的三相流化床流动特性作了比较。     

微小液固流化床的流化特性

在高405mm、直径15mm的微小液固流化床中,以水为流化介质,3组不同颗粒为床料,考察了填料高度、颗粒粒径及密度对床层膨胀、液速-压降曲线、最小流化速度和流化质量的影响。实验结果表明:随流速的增大,微小流化床依次出现了固定床、均匀膨胀及流体输送3种流型。各流型操作流速范围不受填料高度影响,但随着颗粒粒径及密度的减小,均匀膨胀区的流速范围减小,最小流化速度降低。随填料高度的增加,床层膨胀率降低,且流化质量提高;颗粒粒径和密度越小,床层膨胀率受液体流速的影响越明显,获得的流化质量越高。     

浓相高密度分选流化床气体分布参数的研究

描述了气固浓相高密度分选流化床的特性，分析了影响床层密度均匀稳定性的主要参数，研究了气体分布器的主要参数(阻降、开孔率、孔的分布等)对形成浓相高密度分选流化床的影响，提出了压降准数CP判别法，并以此判别分选流化床的流化质量及分选性能．结果表明，气体分布器阻降越大，流化性能就越好．当气体分布器阻降大于等于其临界值时，可以形成密度均匀稳定的分选流化床。气体分布器开孔率相同，孔径越小，床层密度的均匀稳定性及分选性能越好，而孔径相同，开孔率越大，床层密度的均匀稳定性及分选性能也越好。     

流化床O_2/CO_2气氛对烟煤焦反应速率的影响研究

流化床O_2/CO_2燃烧是实现煤炭清洁利用及近零碳排放的有效技术之一.为进一步探究工业流化床O_2/CO_2燃烧条件下的煤颗粒燃烧机制,本研究在小型流化床试验台上,通过在线测量流化床出口烟气中O_2和CO的浓度,深入考察了O_2/CO_2取代O_2/N2后,不同的床层温度(800~900℃)、O_2浓度(4%~10%)及颗粒粒径(2~8 mm)下的烟煤焦燃烧特性.实验结果表明:O_2/CO_2气氛下,煤焦反应速率随床层温度的升高、O_2浓度的升高和颗粒粒径的降低而增加;煤焦燃烧反应由O_2扩散控制,气化反应由反应动力学控制;相较于O_2/N2气氛,低床温下,O_2/CO_2气氛下的O_2扩散速率降低是煤焦反应速率改变的主要原因;高床温下,除O_2/CO_2气氛下O_2的扩散速率降低外,煤焦气化反应对煤焦反应速率的影响同样不可忽略.     

气-液-固三相流化床气体分布器区局部相含率和床层膨胀比的实验研究

在内径150 mm,高4 350 mm的三相流化床中,分别以空气、水和0.48 mm、1.25mm的玻璃珠及1.45 mm的苯乙烯树脂为气相、液相和固相,应用开发的微电导探针测试技术同时测得三相局部含率,并对气体分布器区的局部相含率和床层膨胀比(H/H0)进行了实验研究,考察了固体颗粒的粒径、密度及表观液速和气速对床层膨胀比的影响。研究发现,在距气体分布器轴向一定距离范围内,三相局部含率的径向分布存在明显的不对称分布;随着轴向距离的增加,局部气含率的径向不对称分布逐渐消失,局部固含率的径向不对称分布变化不明显;床层膨胀比随表观气速和液速的增大而增大;较低密度颗粒系统的H/H0开始增加缓慢,后来增加很快;较高密度颗粒系统的H/H0开始迅速增加,后来增加缓慢。     

振动流化床中流体力学的研究

在振动流化床冷模试验装置上,以陶瓷球、柠檬酸、尼龙1010、聚氧化乙烯等为试料,研究了一定振幅和较低开孔率下振动频率、床层高度、气速等参数对振动流化床床层压力降的影响,得出了振动使床层最小流化压力降降低的程度。还考察了振动对难以流化物料的流化性能的影响。     

气固流化床中粗粒的沉降行为

利用磁必示踪粒子对粗粒在流化床中的沉降行为进行了实验研究,结果表明：不同物性示踪球呈现不同的沉降行为;高密度、大粒度示踪球基本按照其自身密度和粒度沉降。随着示踪球密度或粒度的减小,示踪球的沉降速度与其密度和粒度不再具有确定的大小对应关系;与床层密度接近的示踪球先是在床怪上部往复振荡运动,经过一段时间后,下浇至床底。示踪球的不同沉降特性可由示踪球在流化床中的受力和流化粒子自身的运动加以合理解释。     

多层波纹纤维叠合物填料密度对液体除湿再生过程的影响

使用一种新型多层波纹纤维叠合物填料进行再生实验,在固定溶液流量、密度及温度,空气进口状态下研究风量以及填料层高度、填料层密度等结构因素对再生量,Sh数的影响趋势,并分析了各因素对再生性能的控制机理。研究结果表明:当填料高度为10 cm时,填料密度为34.68 m2/m3的再生量以及Sh数都比密度为17.34 m2/m3的要高。当填料高度为20 cm时,填料密度为34.68 m2/m3的再生量仍然比密度为17.34 m2/m3的要高;但是Sh数则有所变化,在风量较小的情况下,高密度的Sh数比低密度的要高,但随着风量的增大,低密度的变化趋势比高密度的更为明显,风量超过220 m3/h时,低密度的Sh数要比高密度的要高,原因是随着风量的增大压损亦相应增大,从而影响再生效果。     

多层波纹纤维叠合物填料密度对液体除湿再生过程的影响

使用一种新型多层波纹纤维叠合物填料进行再生实验,在固定溶液流量、密度及温度,空气进口状态下研究风量以及填料层高度、填料层密度等结构因素对再生量,Sh数的影响趋势,并分析了各因素对再生性能的控制机理.研究结果表明:当填料高度为10 cm时,填料密度为34.68 m2/m3的再生量以及Sh数都比密度为17.34 m2/m3的要高.当填料高度为20 cm时,填料密度为34.68 m2/m3的再生量仍然比密度为17.34 m2/m3的要高;但是Sh数则有所变化,在风量较小的情况下,高密度的Sh数比低密度的要高,但随着风量的增大,低密度的变化趋势比高密度的更为明显,风量超过220 m3/h时,低密度的Sh数要比高密度的要高,原因是随着风量的增大压损亦相应增大,从而影响再生效果.     

烟气催化脱硫反应器化学反应的数值模拟

烟气催化脱硫反应器主要通过在含有脱硫催化剂的填料表面发生脱硫反应,实现降低出口烟气的SO₂浓度,使之达到排放标准。为了准确预测脱硫率,需要探明脱硫反应器的主要结构和操作参数对其的影响。借助于ANSYS软件,利用脱硫有效容积逐渐减少的稳态计算方法,模拟反应器内的非稳态流动和催化氧化反应,可以探明烟气SO₂浓度、空速和填料高度对脱硫率的影响,找到反应器脱硫率随时间变化及出口SO₂浓度随时间变化的规律,并通过流动模拟数据和实验结果的对比修正适合催化脱硫的计算模型。研究结果表明：在脱硫催化剂加热阶段对脱硫速率的影响较大,会使脱硫率降低;进口烟气SO₂浓度的增加会使反应器脱硫率下降、出口SO₂浓度增大;空速对脱硫率有较大的影响,过高或过低的空塔气速均不利于脱硫系统的运行;催化剂床层高度越高,脱硫率越高。因此,考虑到实际工业操作中烟气加热催化剂阶段的影响,对反应速率常数表达式进行温度修正,所得的结果可与工业试验数据很好的吻合;将实际工况中反应表面的减少简化为反应空间的减少,并将床层划分为若干个子空间,采用逐渐减少计算域催化反应总空间容积进行非稳态流动和化学反应模拟是可行的;为了达到较高的脱硫率,空速在0.2~0.3 m/s的范围内选取较为合适;催化剂填料床层高度适宜的范围为1 600~1 800 mm。这些为工程设计提供了重要的依据。     

含有高径比参数的填料塔体动持液量和泛点气速经验关联式

根据φ１５瓷拉西环填料在不同高径比时体动持液量的实验值和优化计算方法，得出含有高径比参数的体动持液量计算经验关联式，由此关联式推得算出泛点气速．并简要分析了泛点气速变化引起泛点体动持液量变化与高径比的关系．     

固定床鼓泡反应器的混合特性

以空气-水为模拟介质,选用5种不同粒径的氧化铝球形载体作为填充颗粒,采用电解质示踪法考察在低气液比和微鼓泡条件下,操作条件和填料直径对固定床鼓泡反应器内停留时间分布以及返混程度的影响.研究发现,在实验条件下,平均气泡直径随着填料直径的增大先增大后减小;返混程度随着表观液速的增大而减小,随着表观气速的增大而增大,液速对返混程度的影响比气速显著;返混程度随着填料直径的增大先减小后增大.通过对多组实验数据的回归分析,提出Pe准数与气液两相雷诺数及填料直径的经验关联式,公式预测值与实验值的相对偏差在±20%以内.     

气固循环流化床碳化室局部CO_2摩尔分数的研究

在内径0.1 m,高1.0 m的碳化室(浓相区)和高3.0 m上升段的气固循环流化床反应器内,分别以混合气(空气85%(体积分数)和CO215%(体积分数))和CaO颗粒(平均粒径0.85 mm)为气相和固相,采用不同温度、表观气速和CaO颗粒循环速度,对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了系统研究。应用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2对碳化室不同高度及出口局部CO2摩尔分数进行了模拟计算。在模拟计算过程中,通过自编C语言程序,将CaO与CO2反应的动力学模型与Fluent 6.2中的传统模型结合。模拟结果显示:最佳反应温度为925K;表观气速为0.10 m.s-1;CaO的循环速度为0.12 m.s-1。在较低温度下,碳化室内不同高度局部CO2摩尔分数的模拟结果与实验数据吻合良好。随温度增加,计算值与实验值误差增大。     

A stochastic model of bubble distribution in gas-solid fluidized beds

On the basis of the Langevin equation and the Fokker-Planck equation, a stochastic model of bubble distribution in a gas-solid fluidized bed was developed. A fluidized bed with a cross section of 0.3 m×0.02 m and a height of 0.8m was used to investigate the bubble distribution with the photographic method. Two distributors were used with orifice diameters of 3 and 6 mm and opening ratios of 6.4% and 6.8%, respectively. The particles were color glass beads with diameters of 0.3, 0.5 and 0.8 mm (Geldart group B particles). The model predictions are reasonable in accordance with the experiment data. The research results indicated that the distribution of bubble concentration was affected by the particle diameter, the fluidizing velocity, and the distributor style. The fluctuation extension of the distribution of bubble concentration narrowed as the particle diameter, fluidizing velocity and opening ratio of the distributor increased. For a given distributor and given particles the distribution was relatively steady along the bed height as the fluidizing velocity changed.     

浆态床低压甲醇合成反应器的数模分析与设计(I)——催化剂颗粒床层轴向分布

本文对热模条件下的浆态床低压甲醇合成反应器进行了数模分析 ,通过模拟计算 ,重点讨论了温度、表观气速、颗粒直径、床层高度、催化剂浓度等主要参数与反应器内催化剂颗粒轴向分布的相互关系以及颗粒轴向分布对甲醇合成过程的影响 .模拟结果表明 ,颗粒直径、床层高度、催化剂浓度对催化剂的轴向分布影响较为显著 ;改善催化剂的轴向分布可明显提高甲醇合成速率     

充气喷动床内微细粒子的干燥与析出率研究

在一内径92mm高1000mm的不锈钢充气喷动床反应器内,采用碳酸钙粉末物料为微细粒子,在由间歇进样器填加湿的微细粒子,以空气为充气和喷气体对微细粒子进行淘洗。综合考察床层温度、惰性粒子床层的高度、粒径、喷动气速、充气速度、湿含量以及进样量等对充气喷动床内微细粒子的析出率的影响。结果表明;碳酸钙粉末物料的析出率随喷气速、床层温度、床层的高度、充气速度的增加而增加;随着湿含量、进样量、床层颗粒粒径的增加而减少;最终湿含量随着初始湿含量的增加而增加。因此,它可以用来干燥并析出粉末物料。     

浆态床低压甲醇合成反应器的数模分析与设计(Ⅰ)催化剂颗粒床层轴向分布

本文对热模条件下的浆态床低压甲醇合成反应器进行了数模分析,通过模拟计算,重点讨论了温度、表观气速、颗粒直径、床层高度、催化剂浓度等主要参数与反应器内催化剂颗粒轴向分布的相互关系以及颗粒轴向分布对甲醇合成过程的影响.模拟结果表明,颗粒直径、床层高度、催化剂浓度对催化剂的轴向分布影响较为显著;改善催化剂的轴向分布可明显提高甲醇合成速率.     

一种合成射流压电微泵关键结构参数确定方法

为增大无阀微泵流量,改进合成射流微泵设计方法,设计一种基于合成射流压电激励器的微泵结构,并提出关键结构参数的确定方法.在合成射流激励器流场模拟结果基础上,绘制其轴线上的轴向瞬时速度变化曲线以及出口横截面上的轴向速度分布曲线,利用轴线上轴向速度稳定点以及出口横截面上轴向速度分布曲线的零点确定最佳泵腔高度和出口直径.对所选用的合成射流激励器流场进行三维数值模拟,结果表明:利用该方法得到微泵结构的最佳泵腔高度为7 mm,最佳出口直径为1.78 mm.在零背压下,当雷诺数为225、频率为100 Hz时,该合成射流微泵流量可达32.1 m L/min.数值仿真与实验对比验证了方法的可行性.利用该方法可以有效地确定该类微泵在大流量且连续稳定出流性能下的关键结构尺寸.     

滴流床中催化剂润湿分率的研究

采用“扰动－响应”技术，在内径０．０５ｍ，床层高度０．６５ｍ，硅胶球填料当量直径分别为７．５ｍｍ和２．５ｍｍ的滴流床内进行了催化剂润湿分率的实验研究［１～４］。提出了阶跃输入、两点检测、以传递函数法估算床层内填料外润湿分率的参数估计方法，并着重分析了实验误差及误差传递方式，研究了气体流率、液体流率及填料直径对润湿分率的影响，给出了计算滴流床反应器内润湿分率的经验关联式。与文献比较，该方法实验易实现，且可获得精度较高的参数估值。