三相内循环流化床的流体力学研究

以活性碳、陶瓷颗粒、小米为固体粒子,采用体积膨胀法测定气含率,分别考察了气体速度、固含率、粒子种类三个因素对气含率的影响.结果表明:气含率随着气体速度和固含率的增大而增大,但却不能无限的增大.选用小米做固体粒子时在相同气速下的气含率最大.     

气液固三相流化床中局部相含率的随机分析

本文利用Markov过程原理获得了描述三相流化床中局部相含率的随机模型,并进行了实验验证,发现拟合很好.     

三相流化床的流体力学特性研究

利用空气、水和玻璃珠颗粒为工作介质,对三相流化床流态化操作的流体力学特性进行了研究,主要研究了气体速度、液体速度、颗粒投加量与气含率的关系,以及气体速度与床层高度及气泡直径的关系。     

三相流化床中表观气速对电导率及相含率的影响

应用电导探头测试技术,以直径5～6mm、颗粒密度2.6g/cm3的玻璃珠为固相,空气为气相,自来水为液相,对三相流化床中不同部位的电导率进行测定,研究了表观气速对电导率、气含率的影响.结果表明,径向上(除测孔1外)越靠近流化床中心部位电导率越低,轴向上与气体分布板距离越远电导率越低.在表观气速分别为0.81和2.82m/s时,流化床中心区域气含率较大,靠近边壁区域气含率减小(除测孔1外),随表观气速增加,气含率增加,气含率径向分布均匀性变差,轴向越向上气含率越大(除测孔1外),气含率轴向分布均匀性变差.     

气液固三相流化床局部相含率

在以焦末为固相、空气为气相、水为液相的三相流化床中研究了局部气含率和局部固含率径向分布。实验用流化床内径100 mm,高1.7 m,焦末粒度1.07 mm。分别采用电导探针法和光纤法测定局部气含率和局部固含率。结果表明:表观气速为0.35—0.71 cm/s,表观液速为2.12—3.54 cm/s时,局部气含率在流化床中沿径向r/R=0—0.8处分布较均匀,在靠壁面处下降至约0.5%,且随表观液速增加而减小,随表观气速增加而增大,且在距分布板轴向高度分别为370 mm和470 mm时趋势一致,大小沿轴向增加,在表观气速一定时,液速小于2.12 cm/s时,气含率沿径向减小的趋势较明显。局部固含率沿径向分布较均匀,基本不随表观气速变化而变化,随表观液速增大而增大,且在距分布板轴向高度分别为370 mm和470 mm时趋势一致,大小沿轴向减小。     

液体物性对三相流化床流动域划分影响的研究

在内径为２８５ｍｍ，高４１００ｍｍ的有机玻璃塔中．利用压强脉动的方法在较宽的液相粘度（１～２８ｍＰａ·ｓ），表面张力（３４．５～７２．２ｍＮ／ｍ）及密度（０．９９５～１．２９８ｇ／ｍｌ）范围内。研究了不同操作条件下不同轴向位置上流动域的变化，结合文献￣［１］的实验数据。提出了具有一定通用性的流动域划分的定量判据，并根据实验数据利用因次分析的方法，给出了气含率与各种研究变量和床层轴向位置的准数关联式和不同流动域内关联式的参数：本研究改进了过去对空气—水—玻璃珠体系研究的结果，使三相流化床的流动域判据和相含率关联式更具有较普遍的实用价值。     

气液固三相流化床相含率四区模型的研究

本文在实验的基础上,推导并验证了三相流化床相含率的四区模型.结果表明,该模型能较好地拟合相含率的径向变化.     

三相循环流化床的小型冷模试验研究

三相循环流化床在化学工程、生物工程及废水处理等领域中均有着广泛的应用。试验采用固体取样法测定了反应器内的固含率分布；采用压降发测定了反应器内的气含率分布；采用压强脉动法确定了反应器在试验操作条件下的流型。试验结果表明：在试验考察范围内反应器的压强在轴向上均呈线性分布；固含率沿反应器轴向分布平缓；反应器内气含率随轴向位置的升高而缓慢增大，径向分布基本上是均匀的；气含率受配料浓度影响不大．受表观气速的影响较大；反应器各轴向位置脉动能量的主频范围差异不大。这表明整体上反应器全床均处于比较均匀、脉动较低的过渡流湍动状态。     

气液固三相循环流化床中气固相含率轴径向的分布

对气液固三相循环流化床中气固相含率沿轴径向的分布进行了实验研究和模拟。实验结果表明：与膨胀床相比，三相循环流化床内的相间接触较为充分；固含率轴向分布的一维沉降－扩散模型模拟值与实验值吻合较好。     

气液固三相流化床反应器测试技术

在简述已有三相流化床测试技术的基础上,着重对近年来开发的测试新技术的基本原理及优缺点进行了分析,包括光纤探头技术、超声探头技术、放射颗粒跟踪技术、X射线颗粒跟踪测试技术、颗粒图像测速技术、电容层析成像技术、激光多普勒测速技术和相多普勒测速技术等,同时,展望了三相流化床测试技术的新方向.     

气—液—固三相磁性流化床混沌特性研究

运用确定性混沌分析技术,研究了气－液＝固三相磁性流化床系统压力波动时间序列的混沌特性。在给定表观气、液速下,非一特征参数如最大李雅谱诺夫指数和Ｋ熵都大于零,并且随磁场强度的增加而减小,表明该系统具有混沌行为：磁场作用使气－液－因三相流动更趋有序。研究还表明,气－液－固三相磁性流化床的三个流区（散流区、链流区及磁聚区）变化可由混沌特征参数值的变化来体现。     

三相循环流化床中的气液相界面积和传质系数

采用溶氧法测量了三相循环流化床中液相溶氧浓度的轴向分布,并按轴向扩散模型处理实验数据,优化得到气液体积传质系数kLa,同时用光纤探头测量了体系中的气含率和气泡大小分布,计算得到了气液相界面积a和气液传质系数kL,并研究了主要操作条件(表观气速、表观液速和固含率)对气液传质系数的影响规律.     

气-液-固三相流化床

本文较系统地讨论了气-液-固三相流化床的研究现状,包括流动城、相含率、相闻质量传递、各相混合、热量传递特性和气泡行为等,同时指出了这一领域今后可能的发展趋势。     

内循环流化床结构参数及其反应器性能的相关性

内循环三相流化床在化学工程、生物工程及废水处理等领域中均有广泛的应用前景,目前影响这类反应器成功应用于实际废水生物处理的主要原因是缺乏系统的反应器结构参数与反应器性能的相关性分析与量化关系模型,无法实现不同规模与不同应用目标的系统优化设计。基于此,设计了不同尺寸和内构件的反应器,系统研究主要结构参数包括升流管与反应器直径之比、反应器高径比、升流管上方液面高度、底隙高度以及操作参数如固相负荷及通气量等因素对内循环流化床反应器流体力学与传质特性的影响规律;实验分析主要过程参数如气含率、液体循环速度、氧传递系数及混合时间与结构参数、操作参数的相关性。通过总结归纳,分别给出了定量、半定量或定性方面的结论,为反应器的结构放大和性能变化预测提供理论基础.     

液-固流化床中滤料流场及固含率分布

用PV4A测速仪和CFD数值模拟的方法对液-固流化床内滤料(固体颗粒)的流动行为进行了研究,得出了流化床内滤料的流场分布状况.试验结果表明:流化床中铜锌合金(KDF)滤料的运动速度和固含率随流化床高度的增加分别呈现出先上升后下降的趋势;而沿径向从中心至管壁则呈下降趋势.模拟结果显示的固相运动速度和体积分率的轴径向分布趋势与试验测定结果基本吻合.     

新型内循环生物流化床的流体力学性能

以挂膜后的活性炭为载体,在不同投加率下,研究了典型内循环生物流化床的水力特性及充氧特性。流体循环时间及混合时间随气速及载体投加量增加而缩短;循环时间随液速增大而缓慢减小;混合时间随液速变化规律较复杂;各区气相含率随气速及载体含率的增大而升高;且受气速影响显著;KLa随气速、载体投加率增加总趋势为增大,但幅度较小。     

二维三相循环流化床液体停留时间分布的研究

用脉冲示踪法对二维三相循环流化床液体停留时间分布(RTD)进行了测定。在气速2～3m／s,液体循环量0～0．35m^3／h,固体循环量1．5～1．75g／s的范围内测得的液体停留时间分布曲线均有明显的3峰分布。其中前两峰分布是由于提升管中颗粒与液体之间和液体与气体之间共同作用改变了液体轴向速度分散程度的结果。第三个峰的分布是由于液体进入循环仓循环后在出口处检测的RTD曲线,并且提出一维两组分扩散物理叠加模型,模型的预测结果与实验获锝的RTD曲线平均误差小于5％,可较好地描述提升管中液体停留时间分布曲线。     

粘稠物系三相流态化结晶过程的流变学特性

采用DV—Ⅰ型旋转式粘度计测定了高粘度蔗糖三相系统的流变学特性,以探讨蔗糖三相流态化结晶过程的流交流动行为。结果表明,三相高粘系统的流体仍为牛顿流体;体系的表观粘度随固含率的增加而增加,随气含率的增加而下降。进而分析了蔗糖三相流态化冷却结晶的可行性。     

汽-液-固三相循环流化床蒸发器中固体颗粒浓度和速度的研究

应用电荷耦合器件CCD(charge coupled devise)测量和图像处理技术,定性和定量研究了热模汽-液-固三相自然循环流化床蒸发器中固体颗粒浓度和速度的轴、径向分布以及其随热通量、固体颗粒加入量等操作参数的变化规律。热通量的变化范围为2179.8W穖-2到6624.2W穖-2,固体颗粒的体积分率的变化范围为0.5%到2%。结果表明:在液-固两相区,固体颗粒浓度在轴向和径向的分布较为均匀;随着热通量的增加,加热管中固体颗粒的浓度逐渐降低,循环管中固体颗粒的浓度逐渐升高,并且两者均随固体颗粒加入量的增加而升高;固体颗粒的速度在轴向上较为接近,其在循环管中的速度高于在加热管中的速度,并且两者均随热通量的增加而升高;固体颗粒加入量对其速度有增强和阻碍两方面的作用。