声场高温流化床流化特性

在内径50 mm、高1000 mm的声场高温鼓泡流化床中,研究Geldart A, B两类颗粒的流化特性,考察了床层温度、声波频率及声压级对流化床最小流化速度的影响. 结果表明,引入声场后,颗粒的最小流化速度随温度升高而下降;固定温度及频率,最小流化速度随声压级增大而减小;固定声压级与温度,颗粒最小流化速度随声波频率增大先减小后增大,存在一个最佳频率范围. 对床内压力波动信号进行分析,得出声场影响高温流化床流化质量的判据：当声压大于110 dB、频率在100~200 Hz范围内时压力波动偏差与最小流化速度值最小.     

高温流化床结焦特性

分析了近年来高温流化床结焦研究的状况，总结了流化床结焦现象及其影响因素、流化床结焦时的最小流化速度及影响因素、流化床结焦机理，并分析了研究中存在的问题，探讨了高温流化床结焦特性研究的方向。     

高温流化床中IHI灰样的临界流化速度研究

在D82的不锈钢高温流化床实验台中,以IHI灰样作为实验物料,研究了高温流化床的临界流化速度,结果表明,对于属于B类粒子的IHI灰样,温度由常温升高于1000℃时,雷诺数小于40,流化床运动处于层流运动区范围,随着床层温度升高,物料颗粒的最小流化速度减小,根据实验结果提出了预测不同温度下的该灰样题粒最小流化速度式。     

基于机器学习的气固流化床最小流化速度预测

气固流化床以其高效、可灵活操作等优点广泛应用于煤化工、煤燃烧和煤炭分选等领域。最小流化速度作为气固流化床最主要的操作参数之一,与流化床的操作设计紧密相关。现有的最小流化速度预测模型大多为经验或半经验公式,其准确性和便捷性还存在较大问题。为准确预测气固流化床最小流化速度,基于机器学习建立气固流化床最小流化速度预测模型,并探索模型的内部信息。从颗粒性质与设备条件等方面综合考虑,研究气固流化床的最小流化速度,以系统评估对最小流化速度的综合影响。采用随机森林模型验证了其预测最小流化速度的可行性,并考察了设备参数、颗粒密度和颗粒粒度3个影响因素在预测最小流化速度时的相对重要性。结果表明,最小流化速度与颗粒粒径、颗粒密度和床体直径均呈正相关,皮尔逊相关系数分别为0.79、0.31、0.14,颗粒粒径与最小流化速度相关性最强。随机森林能够根据颗粒性质(密度、粒度)与床体直径准确预测最小流化速度,模型的决定系数达到0.875。特征相关性分析揭示了各特征因素对目标变量的影响方式,颗粒粒度与最小流化速度相关性最强,为预测气固流化床最小流化速度提供借鉴。     

微小流化床流化特性分析

在内径4.3, 5.5, 10.5, 15.5, 20.5和25.5 mm的6个气固微小流化床中,考察了石英砂和不同粒径的催化裂化催化剂的流化特性. 研究了流化床尺寸、颗粒及流化介质物性对微小流化床床层压降及最小流化速度的影响. 结果表明,不同颗粒及流化介质的微小流化床床层压降实验值均小于计算值. 传统的压降关联式不能直接用于微小流化床. 其最小流化速度随床径减小呈指数增大,在高径比1:1~3:1范围内,最小流化速度随料高增大近似呈线性增大,其增大速度随床径增大而变缓. 基于实验数据得出了微小流化床最小流化速度的关联式.     

声场强化微小流化床流动特性研究

在内径4.3mm微小流化床中,考察了声场对FCC及石英砂颗粒流化质量的影响。重点讨论了声压级与频率对微小流化床最小流化速度的影响。结果表明,声场能改善微小流化床流化质量。尤其对于51μm石英砂颗粒,声场可以使其消除沟流,实现稳定流化。声压越大,声场对微小流化床流化质量改善越明显。最小流化速度随声压增高呈单调下降趋势。相同声场条件下,声波对微小流化床最小流化速度数值降低幅度大于大尺度流化床。声场对微小流化床最小流化速度的影响存在最佳频率。但不同颗粒的最佳频率不同。内径4.3mm流化床,51,67,83μm石英砂颗粒与83μmFCC颗粒对应的最佳频率分别为90,90,140和140Hz。在一定的声压与频率下,声场可以降低最小流化速度约9%～21%。对于微小流化床,床径越小,则床层空隙率越大,越有利于实现外场强化,最小流化速度的降低幅度也逐渐增大。     

振动流化床中流体动力学研究

本文比较详细地介绍了振动流化床流体力学的数学模型和空气动力学研究，概述了在振动流化床中数学模型的进展和振动参数与最小流化时的床层压降、最小流化速度、床层空隙率的关系，并且提出了振动流化床流体力学的未来工作的设想。     

喷动流化床的最小喷动流化速度和床层压降

在一喷动流化床（直径 ５０ ｍｍ）实验台上采用 ０．６３～１．６０ ｍｍ的神府原煤颗粒,在连续进料的情况下进行了最小喷动流化速度以及固定流化气、改变喷动气和固定喷动气、改变流化气的床层压降变化的实验研究．结果表明,最小喷动流化速度可以参考鼓泡流化床的临界流化速度的计算方法;床层压降变化证实,喷动流化床具有良好的调节能力．     

微细粉体振动流化床的流体力学行为研究

本文利用一种振动流化床装置实现了对Ｇｅｌｄａｒｔ２分类中Ｃ类粉体的正常流化，研究了不同振动参数对床膨胀，最小流化等流化行为的影响，提出了振动条件下最小流化速度的经验关联式。     

液固和气液固微型流态化研究进展

在百年流态化的研究过程中,涉及到直径不同的流化床。但是,多以流化床的大型化为研究目标,对微型流化床及其本身特性的研究很少。作为专门处理固体颗粒的流态化单元过程,其装置的微型化将兼具微通道反应器和宏观流化床各自的优点,是流态化研究的重要方向。鉴于气固微型流化床已有全面的国内外进展综述,本文仅对液固和气液固微型流化床的国内外研究进展进行分析。结论性内容包括：液固微型流化床床径减小,壁面效应增强,最小流化液速实验值大于Ergun公式计算值;需对描述液固均匀膨胀流化规律的Richardson-Zaki方程加以修正。气液固微型流化床内存在4种典型流型：半流化、弹状流、分散鼓泡流和液体输送流;由于床径减小,出现半流化状态,依据压降表观液速关系曲线等无法确定最小流化液速;气液固微型流化床的反应性能得以有效提升;最后给出了进一步研究的方向,以期为后续研究提供参考。     

Numerical investigation of gas-solid heat transfer in rotating fluidized beds in a static geometry

Gas-solid heat transfer in rotating fluidized beds in a static geometry is theoretically and numerically investigated. Computational fluid dynamics (CFD) simulations of the particle bed temperature response to a step change in the fluidization gas temperature are presented to illustrate the gas-solid heat transfer characteristics. A comparison with conventional fluidized beds is made. Rotating fluidized beds in a static geometry can operate at centrifugal forces multiple times gravity, allowing increased gas-solid slip velocities and resulting gas-solid heat transfer coefficients. The high ratio of the cylindrically shaped particle bed “width” to “height” allows a further increase of the specific fluidization gas flow rates. The higher specific fluidization gas flow rates and increased gas-solid slip velocities drastically increase the rate of gas-solid heat transfer in rotating fluidized beds in a static geometry. Furthermore, both the centrifugal force and the counteracting radial gas-solid drag force being influenced by the fluidization gas flow rate in a similar way, rotating fluidized beds in a static geometry offer extreme flexibility with respect to the fluidization gas flow rate and the related cooling or heating. Finally, the uniformity of the particle bed temperature is improved by the tangential fluidization and resulting rotational motion of the particle bed.     

High-temperature de fluidization

Operation of fluidized beds at high temperatures is limited by the tendency of the bed particles to agglomerate, causing defluidization. This operating limit is important in several processes, including coal conversion, iron ore reduction, and cement manufacture.At lower temperatures, the bed remains fluidized at velocities above the normal minimum fluidization velocity. Once the bed is operating above an ‘Initial Sintering Temperature’, the fluid velocity must be well above the normal minimum fluidization velocity in order to prevent defluidization. The defluidization velocity increases with increasing operating temperature. The ‘Initial Sintering Temperature’ can be estimated using a dilatometer to measure thermal expansion and contraction of a loosly packed sample of the bed particles.     

气-固微型流化床压降特性及最小流化速度的实验研究

在内径3～20 mm的4个气-固微型流化床中,分别考察了A类和B类两种类型颗粒的流化特性,同时研究了床几何结构、操作条件、物相性质等各因素对其最小流化速度的影响.结果 表明,气-固微型流化床中的床层压降特性与颗粒类型密切相关,不同的流动状态下两种类型颗粒的流动特性存在显著地差异.在固定床阶段,与B类颗粒相比,A类颗粒与...     

气固脉冲流化床流体力学特性的研究

在φ７０ｍｍ的流化床内，采用聚氯乙烯、玻璃珠和不规则天然刚玉等Ｂ类、Ｄ类颗粒，测定了０￣５．０Ｈｚ脉冲频率下气固流化床的基本流体力学特性，探讨了影响床层流化特性的一些主要因素，并根据实验数据对脉冲流化床的临界流化速度和临界流化压降的无因次准数式进行了关联。     

3D simulation of effect of geometry on minimum fluidization velocity and flow regimes in a spout-fluidized bed

Spout–fluid beds are used for a variety of processes involving particulate solids, like coating, drying, granulation and etc. The spout–fluidized bed combines a number of favorable properties of both spouted and fluidized beds. In this study, the Granular Eulerian model is used in 3-D hydrodynamic simulation of spout fluidized bed for calculation of minimum fluidization velocity. The results of simulation were compared with experimental data and good agreement was obtained. Then the effect of geometry on minimum fluidization velocity was studied. Also a review of flow regimes in different spout fluidized bed geometries was studied.     

过热蒸汽流化床流化特性的实验研究

在底部直径为120 mm的锥型流化床中,以玻璃珠为流化颗粒,过热蒸汽为流化介质,研究了固体颗粒在过热蒸汽流化床中的流化特性,考察了操作温度和压力对临界流化速度(umf)的影响.结果表明,过热蒸汽流化床的流化行为与热空气相似,临界流化速度(umf)随床层温度的升高而减小,随床内压力的增大而减小;在相同温度条件下,过热蒸汽流化床的临界流化速度比热空气大.