水平液固循环流化床换热器传热性能研究

通过对管内插入Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器进行数值模拟和实验研究,考察了静态混合器扭率对颗粒分布、传热性能和流阻性能的影响。结果表明:水平管内安装Kenics静态混合器的扭率越小,管内颗粒分布均匀距离越长。当雷诺数在10 000—45 000之间,扭率为1.5,2.5,4,6的Kenics静态混合器的综合性能评价指标PEC均大于1,说明了水平流化床换热器插入Kenics静态混合器能够改善传热。当流速大于1.5 m/s,在2 m长的水平流化床换热器内安装一个扭率为1.5的Kenics静态混合器能够达到改善颗粒分布和提高传热性能的效果。     

气-固循环流化床换热器的传热性能与压降

为强化气相换热,将流化床换热防垢节能技术和气相换热过程相结合,设计并构建了一套气-固循环流化床换热装置.以空气和玻璃珠颗粒作为工质,利用热电阻和差压传感器,系统地考察了颗粒加入量、空气流量和热通量等操作参数对于其传热性能和压降的影响.研究结果表明,玻璃珠颗粒的加入可以明显地强化气相的传热.实验范围内,最大的传热增强因子...     

汽液固循环流化床蒸发器性能研究

研究了汽液固循环流化床蒸发器的防垢与传热性能。实验表明,在防垢的同时,可有效地强化传热,提高蒸发能力,节约投资。     

Kenics静态混合器在水平液固循环流化床中的研究

为了解决水平液固循环流化床中颗粒分布不均匀问题,在内径29 mm、长4 m的水平有机玻璃管流化床内放入Kenics静态混合器,采用CCD图像测量与数据处理系统考察静态混合器的结构、个数、安装位置对液固二相流中颗粒分布的影响;同时,利用U型管压差计考察不同条件下静态混合器的压降。实验结果表明:Kenics静态混合器能明显地改善管内颗粒分布情况;单个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器压降最小;2个扭率Y=3.5的Kenics静态混合器间距为40 mm时对颗粒分布影响长度是最长的。     

气-固循环流化床螺旋板式换热器的传热性能与压降

设计并搭建了气-固循环流化床螺旋板式换热装置,研究了空气流量(80～125 m³·h^-1)、颗粒加入量(0.5%～2.0%)和颗粒类型等操作参数对以恒温水作为热流体、空气作为冷流体、3种固体颗粒作为固相工作介质的循环流化床螺旋板式换热器传热性能和压降的影响。实验的结果显示,添加颗粒可以明显改善螺旋板式换热器的传热性能,但同时也会增大压降。在实验考察的操作参数范围内,强化传热效果最佳时的传热增强因子可以达到29.28%,此时系统内添加的颗粒为聚甲醛颗粒,空气流量为125 m³·h^-1,颗粒加入量为2.0%,但相应的压降比率也达到了20.86%。绘制了传热增强因子和压降比率的三维图以及综合影响雷达图,可指导工业应用。     

流化床换热器中液固两相流传热的数值模拟

在循环流化床换热器的流体中加入固体粒子,可以对边界层有扰动作用,加快换热器中的传质与传热,对流化床换热器中的液固两相的传质及传热进行数值模拟,建立了液-固两相流控制方程,通过FLUENT进行数值计算.计算结果表明:随着热通量的增加,流场的速度、湍流强度和壁温均升高.计算结果与试验结果一致.     

循环流化床换热器中液固二相流的数值模拟

在循环流化床换热器的流体中加入固体粒子,可以对边界层有扰动作用,加快换热器中的传质与传热.对流化床换热器中的液固二相进行数值模拟,分别讨论了固体粒子对液体动量方程、k-ε方程及能量方程的影响,在单液相方程的基础上进行修正,建立了相应的液固二相流控制方程,确定了物理模型及边界条件.利用FLUENT进行数值计算,分别讨论了...     

液固循环流化床换热器管束的固含率

在二维中试循环流化床中使用组合式固液分布器进行实验,考察下管箱表观液速,主分布器内径、主分布器下插深度,颗粒加入量和粒径对径向管束固含率的影响.结果表明:固含率随主分布器内径、颗粒加入量和下管箱表观液速的增加而增大,随粒径的增大而减小,随主分布器下插深度几乎没有变化;固含率不均匀度随颗粒粒径的增大而增大,随下管箱表观液速、颗粒加入量,主分布器下插深度增加而减小,但达到一定深度后,不均匀度不再随之减小,随主分布器内径几乎没有变化.在综合考虑各影响因素的基础上,提出计算固含率的经验公式,并用实验数据拟合了公式中的参数.     

液固循环流化床换热器中固体颗粒分布

利用CCD图像测量与数据处理系统对多管液固循环流化床换热器中的两相流动特性进行了研究。探讨了下管箱中的分布板结构对固体粒子的体积分数分布、固体粒子的速度分布,以及液固两相流压降的影响。实验结果表明:在循环流化床换热器进口段安装适当结构的多孔板分布器,即多孔板的面积小于床层截面积,且床中心处的遮挡面积大于边缘处的遮挡面积,可以有效地提高固相速度的均匀程度,在较高流速下,能较好地改善固体颗粒在管束中的不均匀分布。     

带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管的压降研究

以饱和硫酸钙为介质,在安装Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热管上进行实验研究,考察介质流速、Kenics静态混合器扭率、颗粒体积分数及颗粒尺寸对压降的影响,并与冷态实验条件下的压降变化规律进行比较。结果表明：同等操作条件,安装Kenics静态混合器后压降比安装前提高20%～140%;压降随雷诺数的增大而增大,随Kenics静态混合器扭率的增大而减小;颗粒体积分数对压降也有影响。根据实验数据,得出了稳定操作条件下压降与上述影响因素之间的经验关联式,为带有Kenics静态混合器的水平液固两相流化床换热器的设计提供计算依据。     

High-velocity fluidization of solid particles in a liquid-solid circulating fluidized bed system

Particulate and aggregative fluidizations in a liquid-solid circulating fluidized bed system are characterized by chaotic time series analysis of local voidage and heat transfer fluctuations in terms of the correlation dimension and Kolmogorov entropy. Both correlation dimension and Komogorov entropy of the voidate fluctuation are found to decrease with decreasing bed voidage in both fluidization regimes, suggesting the suppression of chaotic motion of individual particles due to high solid concentration. The correlation dimension of the heat transfer fluctation in the aggregative fluidization regime is higher than that in the particulate fluidization regime. This reflects the complex convective motion of liquid and solid phases induced by the formation of the liquid streaks and aggregates of particles.     

水平液固循环流化床颗粒分布状况的实验研究

为使水平液固循环流化床换热器更好地强化传热和防垢、除垢,管中颗粒的分布是关键,因此对卧式换热器前管箱进行改造,采用双进料口并在前管箱加入挡板,使得颗粒在管路中分布均匀。在实验中自行设计了一套水平多管液固循环流化床实验装置。采用CCD图像采集系统,获得了颗粒的运动及分布状况。研究表明:挡板的角度、颗粒密度等对颗粒分布性能都有较大影响。通过对实验结果的分析,得到了使固体颗粒在管束中分布效果较好的挡板角度以及较适宜颗粒分布的运行参数,以指导工程放大应用。     

分布板对液固流化床换热器颗粒分布的影响

以三维Navier-Stokes方程为控制方程,结合k-ε二方程湍动模型,以直径为1 mm刚玉球作为颗粒相,水为流动相,采用隐式有限体积法对流化床换热器内的液固二项流动进行数值模拟.研究了换热器下管箱安装分布板与否及分布板板面结构形式对颗粒分布的影响,并通过下管箱内压力分布的实验结果对所采用的数值计算方法进行验证.结果...     

Macroscopic properties of liquid-solid circulating fluidized bed with viscous liquid medium

Experiments were conducted in a liquid-solid circulating fluidized bed to study the effect of liquid viscosity and solids inventory on pressure gradient, critical transitional liquid velocity, onset average solids holdup, axial solids holdup distribution, average solids holdup and solids circulation rate in circulating fluidization regime with riser operated in fixed inventory mode. The results indicate that critical transitional liquid velocity decreases with increase in liquid viscosity. The onset average solids holdup, on the other hand, increases with increase in either auxiliary liquid velocity or solids inventory. The variation of axial solids holdup distribution, average solids holdup and solids circulation rate with liquid viscosity when solid inventory was 0.15 m was dissimilar with either 0.25 m or 0.35 m solid inventory. Correlations were proposed for estimating the average solids holdup and are satisfactorily compared with experimental values.     

喷嘴对液固外循环流化床内含固体积分数的影响

设计了实现液固外循环流化床中颗粒正常循环的关键部件——喷嘴,利用CCD图像采集分析系统,获得了其换热管束内固体颗粒的分布情况,考察了液体流量、口径比、喷嘴安装位置、颗粒直径、颗粒初始加入量以及液体黏度对液固外循环流化床换热器管束内含固体积分数的影响。结果表明:口径比及喷嘴安装位置对提高管束内的含固体积分数都存在一个最佳值,颗粒直径、颗粒初始加入量以及液体黏度对管束内含固体积分数也具有较大的影响,同时还通过对实验数据的综合分析,得到了喷嘴在最佳安装位置下液固外循环流化床内含固体积分数的经验关联式。