底饲进料循环喷动床进料与回料混合特性及影响因素

分别以石英砂和消石灰模拟进料和回料,对一台0.6m×15m底饲进料循环喷动床脱硫塔内颗粒混合特性进行了研究。利用石英砂和消石灰在水中溶解度的差异计算得到底饲进料与回料在不同位置的混合熵和不同高度上的混合指数,并分析不同操作参数对塔内颗粒混合行为的影响。研究结果表明:混合指数能够很好地反映塔内进料与回料颗粒的混合质量;随着流化速度的提高,塔内不同高度上的混合指数呈上升趋势;喷射速度和循环倍率对塔内尤其是反应塔底部的颗粒分布特性有明显影响,采用较高的喷射速度和循环倍率,混合指数随之上升,说明塔内颗粒的混合质量得到改善。     

底饲进料循环喷动床流场分布特性研究

通过数值模拟和冷态实验,研究底饲进料循环喷动（Underfeed Circulating Spouted Bed,UCSB）反应塔内的气相流场分布,并比较不同的操作条件对流场分布的影响。通过研究表明：相对于面饲进料,采用底饲进料能够显著改善反应塔内截面的流场分布,提高喷射速度能使塔内气体速度径向分布更加均匀。     

循环流化床脱硫塔内气固两相流动规律实验研究

应用粒子动态分析仪(PDA)对循环流化床脱硫塔试验台内,气固两相流场进行测试研究.测得了脱硫塔内颗粒浓度和气固两相速度分布特性.结果表明:脱硫塔内气固流场呈环核流动特性,边壁颗粒浓度高,中心颗粒浓度低,这有利于防止壁面结垢和提高脱硫塔的运行稳定性.脱硫塔内气固颗粒速度十分接近,这不利于气液传质过程.研究结论对工程应用有很好的参考价值.     

循环流化床旋直复合流化下的两相流动试验研究

通过提高塔内混合和物料浓度是提高循环流化床烟气脱硫效率的途径.提出了旋直复合流化方式,并用PDA测量系统对塔内气固两相流场进行测试,得到了文丘里喉管安装轴向旋转叶片前后脱硫塔体内气固流动规律.结果表明,非均匀布风的旋直复合流化方式提高塔内切向速度,塔内的脉动强,混合好,增加了塔内颗粒浓度和内循环,而且表现速度越高的复合流化的综合效果更好.试验结果为烟气脱硫新工艺的结构设计及优化提供了依据.     

内循环多级喷动脱硫塔内的气固两相流动

在试验台上,应用粒子动态分析仪(PDA)对内循环多级喷动脱硫塔内流场进行了试验研究,获得了脱硫塔内颗粒浓度和气固两相速度分布特性.结果表明:多级喷动塔体结构可增加脱硫塔内颗粒内循环,提高塔内颗粒浓度;边壁与中心颗粒数比可达125;并通过定义无因次速度比,说明连续变化的截面提高了气固滑移速度和气液传质系数.研究结论对工程应用有很好的参考价值.     

烟气脱硫循环流化床内气固流动的PDA试验研究

提出了由两级分离系统组成的循环流化床烟气脱硫工艺。用粒子动态分析仪(PDA)对床内不同高度方向上颗粒横向、轴向速度、颗粒粒径及浓度分布进行了测量，得到了床内气固流动的瞬时脉动特性以及总体气固流动行为，试验结果为烟气脱硫新工艺的结构设计及优化提供了依据。     

进口边界条件对边壁进风鼓泡床流动的影响研究

为了探寻速度进口边界条件对边壁进风鼓泡流化床床内气泡行为的影响,根据欧拉-欧拉双流体模型,应用标准kε-方程模型处理气体湍流流动,分别采用均匀进风速度边界条件、脉动项按正态分布和脉动项按正弦分布的脉动进风速度边界条件,对鼓泡床内的气固两相流动过程进行了数值模拟.结果表明：采用脉动进风速度边界条件时,在非射流孔道处气体可形成气泡,气泡的上升速度比匀速进风时小;气体能够充分地与固体颗粒相互作用,床层中的空隙率主频较小;在设置边界条件时考虑脉动能够更合理地预测和分析床内气泡的尺寸、速度等特性.     

循环流化床烟气脱硫气固两相流动特性的试验研究

采用三准则相似理论设计了循环流化床烟气脱硫气固两相流动试验台.通过对循环流化床脱硫反应器试验装置内沿高度方向阻力分布和不同高度截面上局部颗粒质量通量的测量,详细地研究了脱硫反应器内气固两相流动规律和内循环特性.结果表明:脱硫反应器阻力主要集中在文丘里管段,而且随着循环物料量和气体流量的增加,系统阻力显著增加;脱硫反应器内气固两相流动呈典型的环核流动结构,边壁下降流颗粒浓度高,中心区域上升流颗粒浓度低,且固体质量回流比率随着脱硫反应器高度的上升而下降.研究结果为循环流化床烟气脱硫系统的设计与放大提供了依据.     

在CFB锅炉中煤粉不同喷入位置对炉内固相运动特性的影响

针对循环流化床结合煤粉燃烧技术,建立了炉内气固运动特性的三维数学模型,研究分析了煤粉不同喷入位置及不同二次风速度对炉内气固运动特性的影响.结果表明:在不同二次风速下,煤粉燃烧器布置位置距布风板2600 mm和2000 mm时,颗粒速度波动大,流动不稳定,不能在悬浮段形成局部颗粒流浓度;布置位置为距布风板2300 mm时,流动状态较稳定,而且能够在悬浮段形成高浓度颗粒流.因此在采用联合燃烧技术的循环流化床中,保持流化风速为2 m/s时,煤粉燃烧器布置位置在距布风板2300 mm时,能使煤颗粒在炉膛整个上升过程中处于高温燃烧氛围.     

高温气固流化床的流化特性

气固流化床中的压力脉动信号是研究流化床内流体动力特性的一个重要途径，本文在２０℃～６４０℃的温度范围内，测试了３种颗粒在不同流化速度下气固流化床中的瞬态压力脉动信号，通过分析压力脉动进一步研究了温度对床内流化特性的影响。研究结果表明：高温下气固流化床内的流化特性与常温下有显著的差异，随温度的升高，床内的流化质量有所改善；对于同一种颗粒，不能将常温下所得到的流化特性推广到高温的条件下。     

鼓泡流化床风帽压力波动信号的小波局部奇异性检测

在冷态鼓泡流化床实验台上,针对不同流化数、静床高及床料颗粒粒径下测得的风帽压力波动信号,采用小波模极大值法获取信号的小波局部极大模线,分析了流化数、静床高及床料颗粒粒径对鼓泡流化床风帽压力波动信号奇异性的影响.结果表明:风帽压力波动信号的局部奇异性随着流化数的减小、静床高的增加和床料颗粒粒径的增大而有所增强,说明通过小波局部极大模线可以对风帽压力波动信号的局部奇异性进行描述,并且能够反映鼓泡流化床流化数、静床高和床料颗粒粒径变化时床内气固流动状态的变化.     

鼓泡流化床风帽压力信号的小波多分辨率分析

提出通过采集流化床风帽压力信号的方法,实现对流化床内气固两相流动的状态监测.利用冷态鼓泡流化床试验台,在不同表观气速、静床高以及加料放料扰动的工况下,采集风帽压力信号并对其进行小波多分辨率分析.结果表明：低频信号pa3的变化能够很好地反映流化床内不同运行工况时的气固流动状态的变化;采用合适的方法对风帽压力信号进行分析处理,可以找到反映流化床内气固流动状态的本质特征参数;基于风帽压力信号的流化床状态监测,可很好地避免压力测点损坏的影响.     

循环流化床冷态流动特性的试验研究

研究了循环流化床气固两相流动在轴向的宏观流体动力特性,采用计算机数据采集系统测量不同工况下沿主床高度上的压力分布,进而计算出空隙率沿循环流化床主床高度方向上的分布情况,研究不同操作条件(流化风速、存料量)对空隙率分布、物料循环量和压力平衡的影响。     

The simulation and experimental validation on gas-solid two phase flow in the riser of a dense fluidized bed

Gas-solid flow in dense CFB (circulating fluidized bed)) riser under the operating condition, superficial gas 15.5 m/s and solid flux 140 kg/m2s using Geldart B particles (sand) was investigated by experiments and CFD (computational fluid dynamics) simulation. The overall and local flow characteristics are determined using the axial pressure profiles and solid concentration profiles. The cold experimental results indicate that the axial solid concentration distribution contains a dilute region towards the up-middle zone and a dense region near the bottom and the top exit zones. The typical core-annulus structure and the back-mixing phenomenon near the wall of the riser can be observed. In addition, owing to the key role of the drag force of gas-solid phase, a revised drag force coefficient, based on the EMMS (energy-minimization multi-scale) model which can depict the heterogeneous character of gas-solid two phase flow, was proposed and coupled into the CFD control equations. In order to find an appropriate drag force model for the simulation of dense CFB riser, not only the revised drag force model but some other kinds of drag force model were used in the CFD. The flow structure, solid concentration, clusters phenomenon, fluctuation of two phases and axial pressure drop were analyzed. By comparing the experiment with the simulation, the results predicted by the EMMS drag model showed a better agreement with the experimental axial average pressure drop and apparent solid volume fraction, which proves that the revised drag force based on the EMMS model is an appropriate model for the dense CFB simulation.     

不同材质风力机叶片绕流流场特征变化PIV实验研究

考虑风力机叶片变形对绕流流场的影响,通过粒子图像测速（PIV）方法,采集两副翼型相同、材质分别玻璃聚酯（叶片Ⅰ）和玻璃聚醋内部填充泡沫（叶片Ⅱ）的水平轴风力机叶片绕流流场信息,对不同测试截面处流场数据进行分析。研究结果表明：相比于叶片Ⅰ,相同工况下,叶片Ⅱ的总体涡量、回流区的面积和时均速度更大,轴向雷诺应力更小;随着相对轴向距离的增加,时均速度在相对高度方向波动减小,材质对轴向雷诺应力影响逐渐减弱。实验工况下,叶片材质对绕流流场特征的影响大于叶尖速比对其的影响,并沿径向方向有增大的趋势。     

半干法烟气脱硫塔内速度场研究

PIV技术作为一种先进的全场瞬态测速技术，已经在单相和多相流动研究领域中得到广泛的应用。半干法烟气脱硫塔内的速度分布直接影响烟气和脱硫剂的混合及反应接触情况，尤其是在主床底部，气固两相流场较为复杂，此处的气固流场对整个系统脱硫效率有比较大的影响、利用PIV技术对半干法烟气脱硫塔内的流场进行了研究，得到了底部测试区域颗粒的速度分布。     

循环流化床脱硫塔直_旋流复合流化下的两相流场试验研究

循环流化床脱硫装置的文丘里管直流流化速度随锅炉负荷的变化而变化,这会影响脱硫效率。本文提出了适应锅炉负荷变化的直／旋流复合流化方式,并用PDA测量系统对这种流化方式的气固两相流场进行测试,得到了循环流化床内旋流风率和假想切圆半径改变时气固切向速度和浓度分布。试验表明,复合流化循环流化床的切向速度随着半径增大而升高,气固切向滑移速度比直流流化增大,脱硫塔内的浓度增加,内循环增强,脱硫效率随之提高。     

三维喷动流化床流动特性数值模拟

为了研究喷动流化床煤部分气化炉的气-固流动特性,采用三维欧拉多相流模型和颗粒动能理论相结合的数学模型,对一台直径100 mm的喷动流化床试验台进行了数值模拟研究.研究内容包括喷动流化床不同工况下内部射流的发展、气-固流动特性、典型工况下气体速度分布、颗粒速度分布以及由于颗粒碰撞引起的颗粒相压力分布.模拟结果表明:典型工况下,当喷动风与总风的比例为50%时,流场有利于煤气化;气体曳力和颗粒碰撞对环形区颗粒特别是靠墙区颗粒的运动影响很大.为了验证模型的合理性,采用文献中的试验工况进行计算,计算结果和文献中的测量值吻合较好.     

旁路型循环流化床脱硫塔的数值研究

循环流化床脱硫塔装置的文丘里管直流流化速度会随锅炉负荷的变化而变化,这会影响脱硫效率。在保证文丘里管直流流化速度不变的情况下,提出了通过增设旁路的方式来适应锅炉负荷变化的新方法,并通过数值模拟得到了脱硫塔流场与旁路管径和数量关系的一些参数。研究结果表明,合适的旁路管径和数量不仅能优化脱硫塔流场而且还可以适应锅炉负荷的变化,设置6根管径为φ500mm的旁路时,在相同阻力损失下脱硫塔负荷可以增加25%左右。