细粉粉末涂料流动性能的表征研究

为了更好地解决细粉及超细粉末涂料颗粒在加工、气流输送、喷涂等工艺中遇到的问题,本文对影响细粉粉末涂料流动性能的各粒径参数进行了实验研究和回归分析。研究发现:工业上通常应用中粒径(D50)来表征细粉涂料流动性并不够准确。通过对不同特征粒径以及粒径分布跨度等因素的考察,本文提出了一种由代表粒径大小和粒径分布的D10-D50-D90多变量关联模型来表征细粉粉末涂料流动性的方法,使细粉涂料流动性的预测更为可靠和准确,为细粉涂料特别是超细粉末涂料的工业应用提供理论指导。     

木屑在循环流化床中的流动特性研究

研究了冷态实验条件下木屑在内径0.28m、高10m的循环流化床中的流体力学特性。着重研究了表观气速U_g=1.81～2.26m/s、循环流率G_s=0.42～0.76kg/(m~2·s)的工况下木屑在循环流化床上升管中颗粒速度与床层空隙率的轴向及径向分布特点。实验发现:循环流化床的下降管中保持足够料高是木屑实现先定循环的必要条件;颗粒在上升管中的流动为典型的环-核结构;面积平均空隙率沿床高呈现先增大再减小的现象。通过将截面按径向位置r/R=0～0.71,0.71～0.93,0.93～1.00分为3个区域,分析了环区、核区和环核过渡区各自的床层空隙率以及颗粒速度沿床高变化的特点。     

循环床提升管中粗重颗粒浓度的轴向分布

在10m高提升管中对空气-沙子体系的压力梯度进行系统测试,研究了粗重颗粒平均颗粒浓度云的轴向分布及操作条件对它的影响。结果表明,粗重颗粒的^εs在相同操作条件下显著低于FCC颗粒;随操作条件的不同,沙子颗粒表现出与FCC显著不同的轴向分布形态。高气速下粗重颗粒^εs的轴向分布与FCC相似表现为单调下降或直线形关系;但在表观气速Ug降低至某一临界值后,粗重颗粒^εs的轴向分布呈现出波动形式,表明沙子颗粒在提升管中的流动是一个加速-减速-再加速直至充分发展的过程。随Ug减小或Gs增大,提升管各截面上云升高;当^εs的轴向分布为波动形式时,提升管底部截面和中部颗粒聚集截面上^εs的变化较其它截面更为显著。     

气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究

在高16m气-固循环流化废提升管内,通过测定表观气速、颗粒质量流率和不同轴向高度的床层平均颗粒浓度,结合对单颗粒进行受力平衡分析,间接获得了不同轴向位置的颗粒曳力系数。同时通过分析雷诺数、阿基米德数、床层颗粒浓度对颗粒曳力系数的影响,结合实验中所获得的数据,提出颗粒曳力系数的关联式。该关联式考虑颗粒的物性参数、操怍条件对曳力系数所造成的影响,其预测值与本文和文献实验值吻合良好,并且在一维轴向均相模型下较好预测了床层内轴向压力分布。     

喷动床发展与现状

介绍了流化床的一个分支——喷动床的发展与现状。首先简述了喷动床的发展史，然后着重讲解了有关喷动床的几个基本概念，并对喷动床的流动特性及其与传统流化床的异同点作了描述。给出了一些喷动床的床型变化及应用实例，并提供了一份有关喷动床研究的较完整的文献清单     

16m高提升管中FCC颗粒固含率的研究

研究了 16m高循环床提升管中FCC颗粒固含率及其轴向分布 ,并与相同条件下 6m高提升管中固含率及其轴向分布进行了对比分析。结果表明 ,提升管高度对固含率及其轴向分布具有显著影响。提升管高度增加 ,提升管各高度截面上的平均固含率减小 ,其轴向分布也更加均匀。提升管下部浓相段和上部稀相段的固含率随操作条件的变化规律明显不同。在提升管稀相段截面上 ,固含率随颗粒循环量的提高呈线性增加 ,随表观气速的增加平缓下降 ;但在提升管浓相段 ,由于颗粒间相互作用较强 ,固含率随操作条件的变化更为显著。     

快速流化床提升管中气固流动行为的非线性分析

对φ100mm×16m、FCC固体颗粒的快速流化床提升管内环-核流动区局部颗粒含量脉动行为进行了非线性分析,用Kolmogorov熵表征了其气固流动行为.结果表明,Kolmogorov熵沿提升管环-核流动区径向有3个显著变化区域,以此为依据将提升管环-核流动区的气固流动行为沿径向分成3个流域：单颗粒随机运动控制的核心流域;单颗粒混沌控制的过渡流域;边壁控制的环形流域.同时,从颗粒对垂直气固流动系统中气固湍动程度影响的角度,解释了Kolmogorov熵的径向分布特征及其与流动结构的关系.     

基于小波变换的循环流化床压力波动信号除噪分析

采用基于小波分析和分形理论的除噪方法对压力波动信号进行除噪,并将由此方法得到的信号与常用的Fourier滤波滤去20Hz、40Hz频率以上所得信号进行对比分析,结果表明,所提出的除噪方法能客观、有效地去除噪声,而Fourier滤波方法提取信号不能完全去除噪声的干扰。此外,循环流化床波动频率带随操作条件的不同而有所差异,所以在用压力波动信号对循环流化床混沌特性进行研究时,不能象Fourier滤波那样截去某个频率段。     

上行气固两相流充分发展段的摩擦压降及颗粒浓度预测

为确定气固提升管充分发展段的摩擦压降及其对颗粒浓度测试的影响,提出了充分发展段内气固两相流与管壁间摩擦压力降的计算模型,由此获得充分发展段内真实颗粒浓度的计算公式;同时在两套提升管实验装置上对压力梯度分布和局部颗粒浓度进行了系统测试和对比分析.结果表明,用压差法测试颗粒浓度时摩擦的影响不可忽略,尤其是在气速较高(Ug＞8 m/s)时,表观浓度比实际浓度高出30%～50%;采用建立的模型对表观浓度进行修正,获得的预测值与实际颗粒浓度吻合良好.     

上行气固两相流充分发展段颗粒浓度关联及预测

在高度分别为15.1m和10.5m的两套实验装置上,对快速流态化到稀相气力输送流型下提升管内的轴向压力梯度进行了系统测试,以研究提升管充分发展段内不同颗粒的浓度变化及其与操作参数的关系。实验在其中175组操作条件下展现出明显的充分发展段(>2.8m)。结果表明,表观气速在3~8m?s-1之间变化时,对充分发展段颗粒浓度随终端颗粒浓度的变化关系影响显著,但当表观气速>8m?s?1或<3m?s?1时,其对充分发展段颗粒浓度随终端颗粒浓度线性增加的关系影响极弱;在此基础上提出的预测关联式更明确地反映了操作条件等因素对充分发展段颗粒浓度的定量影响关系,其计算结果与本实验和相关文献的实验数据吻合良好。