可视化鼓泡流化床内颗粒流动特性的实验研究

为研究生物质在鼓泡流化床热解过程中床料与生物质颗粒的混合流动特性,设计制造了可以进行可视化流场研究的透明流化床实验台。以20~40目石英砂为床料,利用高速摄影仪对50,80,110 mm 3种静止床层高度下的流动特性进行了可视化研究,获得了不同床高对床层压降、稀相区高度以及气泡大小的影响规律。研究结果表明,床层高度为80 mm时,床层压降波动小,气泡形成均匀,无大气泡产生,整体流化效果最好。以石英砂和玉米秸颗粒为原料,利用PIV技术,在操作风速为0.56,0.69,0.82 m/s,混合质量比为20∶1,30∶1,40∶1的工况下进行实验,获得了操作风速以及混合质量比对颗粒横向速度及纵向速度分布的影响。研究结果发现:随着表观风速的增加,其横向速度整体增加平缓,中心区粒子总体表现横向速度较小,过渡区粒子流动复杂;轴向速度增加较大,中心区上升颗粒的数量增加,中心区颗粒纵向速度比边壁区增加明显;石英砂与玉米秸颗粒的质量比越大,颗粒横向速度略微增加,中心区向上流动的颗粒及纵向速度显著增加,纵向速度分布更加分散。