矩形喷动床混合特性的三维数值研究

应用三维离散单元法,采用标准k-ε模型和BeerJohnson表达式考虑湍流和滚动摩擦的影响,对矩形喷动床内颗粒轴、径向均分混合过程进行了模拟。利用Lancy混合指数分析了喷射区、环隙区和喷泉区内颗粒混合速度,以及三区混合速度与全床混合速度之间的关系,同时讨论了喷动气速变化对颗粒混合速度的影响。结果表明:轴向均分混合速度快于径向;矩形喷动床内混合过程分为2个阶段:快速段和慢速段,前者主要是初期环隙区内混合区域迅速扩大的结果,后者则主要是斜底近壁区的混合;环隙区的混合速度控制全床的混合速度;喷动气速的增加未能使矩形喷动床内颗粒混合到达动态平衡的时间减少。     

底饲进料循环喷动床颗粒分布特性

为研究底饲进料方式对于改善反应塔内颗粒分布对称性和均匀性的效果,在一台f 0.6 m′15 m的底饲进料循环喷动床冷态实验装置上,通过等速取样的方法得到反应塔内正向颗粒通量在截面上的分布规律,并比较不同操作条件对颗粒通量径向分布的影响。研究结果表明：相对于面饲方式,采用底饲进料能够显著改善颗粒相在截面各方向上的分布均匀性;流化速度和喷射速度是影响塔内颗粒分布的重要因素,随着流化速度的上升,颗粒通量在径向上的对称性提高,采用较高的喷射速度可以明显改善颗粒分布在径向上的分布状况。     

喷动流化床颗粒混合特性的三维直接数值模拟

采用离散元方法,对喷动流化床内的颗粒混合特性进行了三维直接数值模拟。气相场采用欧拉方法,固相场采用拉格朗日方法;对每一个颗粒考虑了碰撞力、携带力和重力;颗粒碰撞采用软球模型。模拟喷动流化床上下两层颗粒的运动和混合过程,揭示颗粒的混合机制,同时提出表征颗粒混合质量的重要特征参数,并考察了喷动气速和流化气速对颗粒混合的影响。结果表明：由喷动气射流带动而形成的颗粒内循环是颗粒混合的机制;增加喷动气速度和流化气速度均有助于颗粒混合,使颗粒达到完全混合的时间减少且混合更均匀。     

基于网格改进的喷动床/喷动流化床气相场数值模拟及试验

采用FLUENT软件时喷动床和喷动流化床这种严格轴对称的柱锥体进行数值模拟时,常见气相场的伪收敛或伪扩散,且出现流场不对称现象.从网格结构的角度,提出了一种采用非一致性网格并沿往体的轴向与锥体入口尺寸相当的区域进行网络加密的改进方法.基于这种网格改进,对喷动床和喷动流化床的气相场进行了数值模拟,并在相应的试验装置上对模拟结果进行试验.结果表明,该网格改进对柱锥体有较好的通用性.     

流化床锅炉燃烧中煤颗粒粒径对灰渣形成特性影响试验研究

煤颗粒特性对煤在流化床锅炉燃烧过程中灰渣的形成特性影响很大。将义马烟煤按煤颗粒的粒径和灰含量分为数个规格,在小型流化床反应炉上进行煤颗粒粒径对灰渣形成特性的试验研究。结果表明,随着灰含量的增加,煤颗粒粒径对底渣粒径分布的影响逐渐增加;随着煤粒径的增大,底渣份额降低,但降低的幅度随着灰含量的增加而减小;灰含量低的煤颗粒燃尽率与煤颗粒粒径之间没有明显的规律,灰含量高的煤颗粒燃尽率随着煤颗粒粒径的增加而降低。     

双流化床送风特性对循环流率影响的试验研究

颗粒循环流率是双循环流化床气化装置性能优化的重要因素,而给风特性是影响颗粒循环流率的主要参数之一。自行设计并搭建了双循环流化床冷态试验台,试验研究了两床给风特性对颗粒循环流率的影响,重点分析了提升管二次风特性对颗粒循环流率的影响。试验表明:物料固定粒径、固定静床高时,颗粒循环流率随着两床风速的增大而增加,二次风速超过一定值后,颗粒循环流率增加的趋势趋于平缓;提升管径向给入二次风比切向给入二次风时颗粒循环流率大;颗粒循环流率对二次风口高度变化敏感,二次风口布置在距布风板15 cm时比20 cm时颗粒循环流率明显增加;颗粒循环流率随着风口数目的增加稍有增加。     

瓷绝缘子表面粘附颗粒的粒径分布特性及其影响因素研究

绝缘子表面差异性的粒径分布对沿面泄漏电流以及污闪电压具有重要影响。该文结合计算流体力学和碰撞沉积模型,对颗粒的粘附过程展开仿真研究,同时还分析了不同因素对粘附颗粒粒径的影响。结果显示,在典型气象条件下,瓷绝缘子表面的污秽颗粒的粒径分布存在统计特性,主要分布于5～50μm。此外,相对湿度和空气风速对粘附颗粒的粒径分布具有显著影响,而气动外形、电场类型和电场强度的影响相对较弱。本文研究可为后续开展更准确的绝缘子积污人工模拟试验及颗粒粒径对污闪的影响等研究提供支撑。     

喷动流化床气固流动特性试验研究

在一喷动流化床冷态试验装置上,采用压力信号与快速摄像图像分析相结合的方法,研究喷动流化床气固流动特性;基于床内压力分布特征,提出将喷动流化床沿床高方向划分为3个流型区域:喷动段、鼓泡段和悬浮段,得出床内气固流动机理;研究并考察了喷动风、流化风速度对床层压降、空隙率、以及床内气、固内循环的影响,认为喷动风速度Us应低于最小喷动速度Ums,适当地增加流化风速度Uf,延长气体在床内的停留时间;增加流化风率有利于加强床内中心射流区和环形区气体的扩散和颗粒混合,提高气、固反应速率;喷动风速度对床内气、固内循环起着关键作用。     

循环流化床燃烧高钠准东煤的床料颗粒聚团特性

为探究循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)燃烧高钠准东煤过程的床料颗粒聚团特性,选择石英砂和高炉渣作为床料,在小型CFB实验系统上950℃燃烧准东煤,并使用环境扫描电镜、X射线衍射仪和X射线荧光光谱仪对底渣的表面和截面微观形貌、物相组分和化学成分进行分析,以揭示床料颗粒的聚团机理。结果发现石英床料工况时未团聚的床料颗粒表面形成富含Ca/Mg/Si/Fe亚微米颗粒的包覆层,而团聚的粗颗粒由未团聚颗粒通过Ca/Na/Si共熔体的“颈”结构粘结形成。粘性包覆层和低熔点Ca/Na矿物的存在促进了床料颗粒团聚。当使用高炉渣作为床料,底渣没有发现团聚粗颗粒,主要归结于其特殊的矿物和化学组分及表面物理结构,初步证实高炉渣具有作为替代性床料缓解床料颗粒聚团的潜力。     

煤粉粒径对燃烧特性影响的试验研究

对4种不同粒径的冷水江煤和郑州矿物局贫瘦煤在升温速率均为20℃/min、气体流量为65mL/min的试验条件下进行了热重试验。结果表明:随着煤粉粒径的减小,最大燃烧速率出现得更早,着火提前;着火温度降低,燃尽温度也随之降低;煤粉活化能减小,煤粉的综合燃烧特性指数有较大提高,燃烧特性得到改善。     

不同物性对椭球形颗粒在移动床中流动特性影响的模拟研究

采用多元颗粒模型对椭球形颗粒在移动床内的流动进行了离散单元法直接数值模拟。椭球形颗粒由3个叠加在一起的球元构成,建立了椭球形颗粒的碰撞机制,详细分析了其运动过程中的受力情况,主要是碰撞力和重力,并通过实验验证了模型的正确性。探讨不同物性颗粒在移动床内的流动特性,分析颗粒物性对流型、空隙率分布以及颗粒分离情况的影响。结果表明,滑动摩擦系数越小,颗粒流动越接近整体流,滑动摩擦系数越大,颗粒流动越接近漏斗流,且滑动摩擦系数越大,空隙率的波动范围越大,滑动摩擦系数越小,空隙率分布越均匀。滚动摩擦系数和弹性恢复系数对流型和空隙率的影响都很小。在二元混合物中,颗粒直径比越大,空隙率越小。不同尺寸颗粒混合物会导致颗粒分离,在下料时,颗粒直径比越大,细颗粒含量越少,但在物料卸出90%以后,细颗粒含量反而变大。滑动摩擦系数增大,在下料初始和最终阶段,细颗粒含量变大,而在下料中间阶段,细颗粒含量变少。     

提升管送风特性对充分发展段压降影响的实验及模型研究

双循环流化床提升管床降随着固气质量比的增加而增加.搭建了双循环流化床实验台,系统地分析了提升管送风特性对充分发展段压降的影响规律.结果发现:充分发展段压降随着提升管风速的增加逐渐增大;径向送入二次风产生的压降比风口切向布置时大;风口高度较低时产生的压降较大;随着二次风口数目增加,压降有增加趋势,设置的4种情况下实测压降...     

面向量产的氩气中铝丝电爆炸及纳米颗粒粒径分布特性

铝纳米颗粒具有广泛的应用前景,金属丝电爆炸是高效批量生产铝纳米颗粒的重要途径.为了进一步提高铝纳米颗粒的制备效率和产量,研究了更高初始质量铝丝(长度7～15 cm、直径0.1～0.4 mm)在电压20～30 kV、气压100～300 kPa下的电爆炸特性及其纳米颗粒粒径分布特性,获得了铝丝长度、丝直径、充电电压、氩气气...     

基于格子玻尔兹曼方法-离散元法耦合模型的侧喷口喷动床模拟研究

气固两相流研究是了解侧喷口喷动床内颗粒剧烈而复杂的运动的有效手段。基于格子玻尔兹曼方法（LBM）-离散元法（DEM）耦合模型,流体相采用LBM中的D2Q9模型,固体相采用DEM软球模型,流固耦合采用Gidaspow模型,从介观角度分析侧喷口喷动床内流动特性,通过模拟和实验验证得到了侧喷口喷动床内流化过程,同时分析了不同喷射速度下空隙率、颗粒水平速度变化、能量分布及颗粒运动轨迹。结果表明:随着喷射速度的增大,管道区域面积也随之增大,时均空隙率范围变大;其动能和势能也增大,但由于初始堆积效应影响,床内颗粒的势能总是大于动能;当喷射速度增加时,床内颗粒势能变化并不明显,而动能变化明显;颗粒在床体内部会形成外循环和内循环2个循环,内循环时流化状态更好。本文结论对后续实验室规模的三维流化床系统快速模拟具有参考价值。     

纳米颗粒的粒径测定

介绍了纳米颗粒粒径大小的常见测量方法和技术,这些方法包括电镜法、X-射线衍射法、激光粒度分析法、沉降法、X-射线小角散射等,指出了它们的应用范围并对这些方法的优缺点进行了讨论.     

炉内喷钙对锅炉运行特性影响研究

炉内喷钙脱硫是一种公认的经济适用的脱硫方法，对其在实施过程中对锅炉运行特性，如炉人结渣，受热面沾污，受热面磨损，炉内燃烧工况，汽温，电除尘器，锅炉效率等进行了分析，并对其可能产生的环境问题进行了论述，脱硫装置的可用率可与锅炉设备利用率基本一致。     

时间变态对悬移质动床模型河床变形相似影响的研究

河工动床模型时间变态常影响试验结果与原型的偏离程度。本文在前人研究基础上,首先分析了产生时间变态的原因及对悬移质动床模型相似的影响。然后通过长江上荆江河段悬移质动床模型,分别开展了三组时间比尺对河床变形相似影响的试验。其结果表明,时间变态程度对河床冲淤变形相似有直接影响。     

粒径对无烟煤燃烧特性影响的热重试验研究

煤粉粒径对煤粉的燃烧特性影响很大,为此,采用德国NETZSCH公司生产的STA 449C型综合热分析仪,在升温速度为40℃/min、试验煤样的质量基本相同以及其它试验条件相同的情况下,对两种无烟煤各4种不同粒径的煤样从着火特性、燃尽特性以及综合燃烧特性方面进行了分析。试验结果表明:随着煤粉粒径的减小,两种煤样的着火温度和燃尽温度均有下降的趋势,但变化过程不尽相同;随着煤粉粒径的减小,煤样的综合燃烧特性指数S有增大的趋势,煤样的燃烧特性有明显的改善,其中无烟煤挥发分含量的高低对S随粒径的变化程度影响很大。     

双流化床提升管颗粒循环流率实验研究

合理地控制颗粒循环流率是双流化床生物质气化装置稳定运行的关键。颗粒循环流率越大,产气品质越高。在自行搭建的冷态装置上,针对影响颗粒流率的气化室风速、提升管风速、物料粒径以及物料重量等因素进行了实验研究。结果表明:颗粒循环流率随着气化室风速、提升管风速的增加而增加,当达到一定值后,颗粒循环流率的增长趋势逐渐平缓;循环流率随着物料粒径的增大而明显减小,随着物料重量的增加基本成线性增加。