分区流化床床面粒子抛撒对床内传热传质的影响

本文从试验和数模计算两个方面研究了床面粒子抛撒对床内传热传质的影响.床面粒子抛撒量随着流化速度的增加而增加,同时也随床层高度的增高而增加.区间床面粒子抛撒量约占区间总传质量的50%～65%,因而对床内过程有较大影响.本文利用戎-范的浅床数模,并考虑区间床面粒子的抛撒,引出了一个动态数模,采用Sincover和Madson提出的“在线法”解非线性偏微分方程组,提高了精度.计算结果与试验结果吻合较好.     

超微粉体浆料惰性粒子流化床干燥过程传热传质特性

结合超微钛白粉和磁记录用钡铁氧体磁粉制备中粘性悬浮液混合浆料的脱水干燥过程,研究了在直径为145 mm的惰性粒子流化床中对悬浮液浆料进行脱水干燥的热量和质量传递的基本规律, 所得结果可为工程设计的操作参数选择提供依据, 对其他类似的超微粉体浆料的脱水干燥有参考价值.     

流化床喷雾造粒过程的传热传质

This article presents a mathematical model of heat and mass transfer for the process of fluidized-bed spray granulation, which can be applied in the analysis of bed temperature profile, temperature and humidity of outlet gas and moisture content of particles. Effects of operation parameters on the batch granulation are investigated. The theoretical calculation agrees reasonably well with the experimental data.Keywords fluidized-bed spray granulation, mathematical model, heat and mass transfer     

流化床太阳能粒子吸热器内流动传热数值模拟

基于计算颗粒流体力学(CPFD)方法对内循环流化床固体颗粒太阳能吸热器中的气固两相流动进行建模,结合P1辐射模型,对吸热器内颗粒流动和传热过程进行了研究,并通过试验数据对模型进行了验证。模拟研究了吸热器在内部强制再循环作用下的颗粒流动和传热过程,分析了气体质量流量、颗粒浓度、再循环率等参数对吸热器内颗粒流动传热的影响。结果表明,气体质量流量的增加会使轴向的颗粒温度增加;随着颗粒体积分数的增大,吸热器出口气体温度和热效率均增大,但是当颗粒体积分数超过0.06%时,颗粒体积分数的增大会导致吸热器的净吸收能力和出口气体温度降低;再循环速率增大,出口气体温度和热效率呈现先增大后减小的趋势,表明需要选择合适的再循环速率以保证吸热器的良好性能。     

颗粒分布对吸附热变换器内传热传质的影响

采用直接接触法提高吸附热变换器内的传热传质速率,回收热水直接生成过热蒸汽。对蒸汽生成过程进行数值建模,耦合质量、能量和动量方程。气液固的三相计算被合理简化成两个由一个移动水-气界面连接的两相区域计算。模拟研究填充床内的沸石颗粒分布如松散-密集型和密集-松散型对蒸汽生成的影响。两种填充床生成蒸汽的总质量相同。密集-松散型生成蒸汽的时间短,但生成速率快。密集-松散型生成蒸汽与入水的时间比值为58.8%,生成的蒸汽均保持在峰值,最高温度达249℃,系统整体温升达139℃,而松散-密集型生成的蒸汽仅有1/3保持在峰值。密集-松散型出口处与水-气液面产生蒸汽的质量比值大,表明该床层的颗粒分布更有利于蒸汽的快速通过。     

颗粒分布对吸附热变换器内传热传质的影响

采用直接接触法提高吸附热变换器内的传热传质速率,回收热水直接生成过热蒸汽。对蒸汽生成过程进行数值建模,耦合质量、能量和动量方程。气液固的三相计算被合理简化成两个由一个移动水-气界面连接的两相区域计算。模拟研究填充床内的沸石颗粒分布如松散-密集型和密集-松散型对蒸汽生成的影响。两种填充床生成蒸汽的总质量相同。密集-松散型生成蒸汽的时间短,但生成速率快。密集-松散型生成蒸汽与入水的时间比值为58.8%,生成的蒸汽均保持在峰值,最高温度达249℃,系统整体温升达139℃,而松散-密集型生成的蒸汽仅有1/3保持在峰值。密集-松散型出口处与水-气液面产生蒸汽的质量比值大,表明该床层的颗粒分布更有利于蒸汽的快速通过。     

湍流对传热传质过程的影响

一百多年前,雷诺(Osborne Reynolds)通过实验和理论分析认为,流体充满导管作稳定流动时,流体的流动状态有两种:层流和湍流。当雷诺数小于2100时,为层流;当雷诺数大于4000时,为湍流;当雷诺数在2100和4000之间,属于从层流转变为湍流的过渡状态。不管是层流还是湍流,在极靠近管壁处有一层很薄的流体始终保持为层流,叫作层流边界层。层流边界层对传热和传质过程有重大影响。     

旋转床内动密封漏气对旋转床传质性能影响的研究

根据填料内动密封和离心液环内动密封两种旋转床内动密封结构,建立超重力旋转床内动密封漏气模型。对理想物系进行全回流精馏,推导出塔内理论板数下降百分率公式,塔内理论板数下降百分率随着漏气率的增大而增大。对于低浓度气体吸收,气相总传质单元数下降百分率随漏气率的增大而增大,推导出气相总传质单元数下降百分率公式,这表明旋转床内动密封的可靠性直接影响旋转床的传质性能。     

非均匀内热源对多孔介质中传热传质的影响

采用数值方法分析了填充多孔介质的竖直同心套管内,非均匀分布的内热源和内外壁面温差对自然对流的影响。考察了内热源分布系数M、浮力比N对流场、温度场和内外壁面Nusselt数和Sherwood数的影响。结果表明：M增大流场中部形成逆向环流向壁面扩充;温度场中内、外壁面处等温线分布加密;套管近轴线处流体浓度与等间距水平线偏差增大。内壁面Nusselt数和上壁面Sherwood数变化范围增大,表明内热源分布梯度增大有助于传热、传质。     

旋转床填料内支撑对气膜控制传质过程的影响

采用（氨＋空气）－水这一典型的气膜控制传质体系，研究了旋转床（RPB）中填料内支撑对气膜控制传质过程的影响。实验结果表明：随着转速的增加，旋转率传质系数值提高；随着液量的增加，旋转床传质系数值降低。与无内支撑时情况相比，有内支撑时的传质效果变差。在40％－100％开孔率范围内，随着开孔率的增加，传质系数值缓慢升高，而内支撑在填料中安置位置对传质无明显影响。     

离心流化床干燥过程中传热传质的数值模拟

通过对典型的多孔湿物料在离心流化床中干燥过程的理论分析和实验研究 ,首次将含湿多孔介质传热传质过程和物料与气流之间的外部传递过程相耦合 ,导出了离心流化床的理论模型和控制方程组 ,对于离心流化床中湿物料的干燥过程引进了数值模拟 ,结果表明增加气体表观流速、控制入口气体的温度和相对湿度以及加大床体转速均对干燥有不同的影响     

吸附式制冷装置中吸附床传热传质的研究

本文根据吸附式制冷装置中吸附床的操作特性,建立了吸附床在受热解吸过程中的传热传质数学模型.在这个模型中,假设吸附床是均质的,吸附床的导热系数可用一个当量寻热系数表示,并考虑吸附床中吸附剂与传热片之间的接触热阻.以本文作者所建立的吸附式制冰机为例,对此数学模型进行了计算,计算值与实验结果吻合得较好.     

流化床氛围下多孔物料干燥传热传质的数值模拟

用有限差分法数值求解一个热、质传递耦合模型,理论研究多孔物料流化床干燥过程。方程离散采用全隐格式的控制容积方法,三对角矩阵法（TDMA）用来求解线性方程组。选用球形的苹果丁作为多孔物料。在典型操作条件下,通过分析温度、饱和度和压力的分布侧形,讨论了物料内部的热、质传递机理。在对比条件下,考察了气体入口温度、气速和床面积因子对干燥过程的影响。结果表明：干燥过程受气、固相间的耦合传热传质的影响十分明显,干燥时间随气体入口温度和气速的提高而减少;随床面积因子的增大而增加。     

连续分区流化床中不等温区间的传热研究

本文对同一流化床中不等温区间无化学反应情况下的传热过程进行了研究。对连续床的不同操作条件、进料位置、进料速度、粒子、流化介质特性以及气相横向混合等，对两区间的横向表观导热系数λe的影响进行了研究，得到了本试验条件下两区间最大λe是银的14倍的结果。同时建立了传热的数学模型，得到λe的半经验公式，试验值和计算值吻合较好。为了确定和比较粒子掺混和气相掺混对床内宏观传热的影响。对气－固相各自的传热过程进行了测定。结果表明，流化粒子引起的传热量占总传热量的（90－95）％以上，气相传热量很少。连续床数模比间歇床数模多了一对流项，故连续床的横向传热量比间歇床略大些。     

小分子物质在聚烯烃粒子内的传质

通过实验与理论分析相结合 ,对小分子物质在聚合物粒子内的传质进行了研究。传质过程分为小分子物质在流体主体相与粒子孔洞间的传质和小分子物质在流体主体相与聚合物相间的传质。文中着重讨论了不同条件对后一过程的影响 ,并发现该过程虽然由孔洞内扩散阻力控制 ,但其规律可用传质系数的方法进行处理。文中还提出了一修正的Sherwood准数 ,对于小分子物质在流体主体相与聚合物间的传质 ,可用该准数与Reynolds准数很好地关联     

振荡热管内的振荡及传热传质特性

通过分析振荡热管内部气液两相系统的受力和传热传质过程,对振荡热管进行了合理的简化和假设,建立了详细的理论模型.以n型单液塞振荡热管为例,采用显示差分法求解建立的控制方程,并预测传热传质特性和液塞的振荡行为,结果显示：液塞在毛细管路内的运动既有宏观振荡又有局部振荡,振荡的幅度和频率在增大和减小中交替变化,没有固定的周期;液塞两侧气泡间的压差是其振荡的主要驱动力,当振荡热管非水平工作时,需考虑重力的影响,与其他力相比,毛细阻力对液塞振荡的影响可以忽略;液膜短时间内的干涸是诱发新一轮振荡以及强化传热的源动力.     

提升管三相流化床内的气液传质系数

采用溶氧电极法测定了以牛顿和非牛顿流体为液相的提升管三相流化床的气液传质系数（ｋｌａ）。证明其值受床层流动特性的影响显著，那些能提供高气含率和增大液体循环速率的操作条件也有助于ｋｌａ的提高。通过引入广义雷诺数得出了计算牛顿和非牛顿流体内ｋｌａ的关联式     

漏斗型导流内构件对内循环三相流化床流体力学与传质特性的影响

通过增加新型内构件来改善内循环三相流化床的流体力学与传质特性,以实现化工、环保领导中追求高氧利用率的过程。针对此过程设计了3种不同结构参数的漏斗型导流内件并设置于导流筒顶端,分别测定反应器内气含率、液相混合时间、液体循环速度、体积氧传质系数的数据并分析其变化规律,以解析内件的作用机制。实验在有效体积39L,以空气为气相、水为液相、多孔泡沫颗粒为固相的反应器中进行,研究发现：漏斗型导流内件的设置使升流区气含率平均增大10%,体积氧传质系数kLa提高了15%,液相混合时间下降10%-25%;内件的设置可以改变液体循环速度,当表观气速<0.5cm/s时,液体循环速度加快,当表观气速>0.5 cm/s时,液体循环速度下降;此外,漏斗型导流内件的结构参数变化对流化床流体力学与传质特性有较大影响。结果表明,流化床内增加新型内构件并合理设置能够实现反应器效能的提高。     

初始饱和度对微波冷冻干燥过程传热传质的影响

以非饱和含湿牛肉为例,进行了微波冷冻干燥实验研究。获得了干燥时间与物料初始饱和度近似成正比的结论。与升华面模型的计算结果比较表明,升华冷凝模型更符合实验规律,证实了非饱和含湿多孔介质微波冷冻干燥时升华冷凝区的存在。