丁经纬[1]2003年在《基于高速摄像法的流化床内颗粒运动特性研究》文中认为流化床内颗粒和气泡的行为对流化床内的传热传质过程具有重要影响，因此，对流化床内物料行为的研究具有重要的意义。本文利用高速摄像法对流化床内颗粒的速度场进行了测量，研究了床内气泡的运动规律，并给出了流化床流动好坏的评价指标。 全场测速技术是近十余年来才发展起来的新技术，它是跨学科、多学科的研究结合点。它利用高速CCD摄像机的高速图像采集特性，捕捉住流体瞬间的流动状态，结合数字信号处理技术，对流动颗粒的影像进行统计意义上的辨识，从而计算出颗粒运动的速度场。 本文采用基于互相关算法的数字粒子图像测速技术，在自制的冷态流化床实验台进行了流化床内粒子和气泡运动特性的研究。利用1000帧／秒高速CCD的快速图像采集优点，我们记录了流化床的在图像采集瞬间的流动状态，并对记录所得图像进行互相关分析，计算得出了颗粒运动速度场。计算结果与理论模型相比，较为相符。此外，我们还对流化床内的气泡进行了研究，采集到了短时间内一个气泡的产生、长大和破裂完整过程。通过对气泡图像进行分析，结合实验观察，我们给出了关于气泡的运动规律结论。 实验和计算结果表明，作为一种先进的测速手段，数字粒子图像测速技术应用于流化床的研究是可行的，计算所得的颗粒速度场能够定性描述床内的流动状况。随着现代科技的不断进步，开发基于数字粒子图像测速技术的新一代测速仪器使之成为包括流化床在内的动力机械内流场监测和诊断的主要手段将成为可能。
朱建新[2]2004年在《基于图像法的流化床内颗粒测试系统及管式流化床内颗粒混合研究》文中提出本文的主要研究工作是采用面阵CCD摄像机为手段，开发基于图像技术的流化床研究相关测试技术，实现对流化床内颗粒速度场的测量，并在此基础上开发基于图像法的颗粒示踪技术，用于研究流化床内颗粒行为，气泡形成的机理，气泡对颗粒混合的作用以及流化床内颗粒停留时间分布的研究。 依据图像法测速技术的原理，对该方法在气固流化床内颗粒速度测量的可行性进行了分析，提出了图像法测速技术应用于流化床内颗粒速度测量时的参数选择方法。开发的流化床内颗粒速度场测量系统应用于流化床内颗粒的速度测量，实验表明，这种测速法的相对误差在5％以下，具有较高的精度。利用上述测试手段，对管式布风流化床内颗粒的速度分布及特点进行了研究。对流化风量、料层厚度以及布风方式对管式流化床内颗粒速度分布的影响进行了分析。对管式布风流化床内颗粒的内循环特性进行了研究，发现当布风管间距与布风管外径比为2.9左右时，床内颗粒具有最佳的混合效果。利用数值计算方法研究了气泡形成过程中颗粒的速度分布，并与试验结果相比较，结果吻合较好。 依据图像的互相关技术，提出了基于图像法的颗粒示踪技术。该技术不但可以起到与传统示踪技术相同的功能，而且还在实验的精度，结果的可重复性以及实验的重用性等方面均有重大改进。利用该技术研究了气泡尾涡的形成机理，发现尾涡由气泡上方的颗粒下落而成，研究发现气泡爆破后床面颗粒来源于气泡爆破前呈“Y”分布的颗粒规律。 本文提出了颗粒分层停留时间分布的实验方法，并用该法对管式流化床内颗粒在床内的混合行为进行了研究。对流化风量、料层厚度、布风方式等因素对管式流化床内颗粒的混合进行了系统的研究。结果表明，当布风管间距与布风管外径比为3.2时，管式布风流化床比板式布风具有更好的混合效果。 本文最后利用基于图像法的全场测速技术，对循环流化床内气泡行为以及颗粒团聚行为(cluster)进行了研究。重点研究了气泡在流型转换过程中的作用以及循环流化床内颗粒团聚形态及其影响因素。
罗娅[3]2005年在《基于图像技术的管式流化床内颗粒混合及排渣特性研究》文中研究说明城市生活垃圾的处理已成为困扰我国的环境难题,焚烧法处理城市生活垃圾具有减容、减量、资源化等优点,浙江大学致力于开发适合中国国情的垃圾清洁焚烧技术。管式布风流化床焚烧炉作为一种开发中的新型的垃圾焚烧技术,在解决垃圾流化床焚烧中简化垃圾预处理系统、快速将垃圾中包含的大块不可燃物排出炉外以稳定连续运行等方面具有很强的优势。为更好地了解管式布风流化床的流化特性,本文开发图像测速技术,搭建试验台架,对管式布风流化床内颗粒混合特性和排渣特性进行试验研究,研究结果对于新型垃圾焚烧炉的开发具有重要的参考价值。 首先,本文采用高速面阵CCD摄像机获取流化床内介质流动图像序列,并依据图像法相关测速技术的原理,建立了颗粒运动速度场的互相关算法,并对图像法流化床内颗粒运动速度测量的参数选择方法和误差进行了理论分析和试验验证。研究结果表明,所开发的图像测速方法的相对误差在5%以下,具有较高的测量精度,为流化床内介质运动特性研究提供了有力的工具。 在此基础上,依据图像的互相关技术,提出了基于图像法的颗粒示踪技术,实现了对流化床中单颗以及多颗粒的运动行为的动态跟踪。该技术与流化床内运动行为研究的传统示踪技术相比,在实验的精度、结果的可重复性以及实验的重用性等方面均有很高的优越性,应用此方法,本文通过对小型冷态二维管式流化床上不同工况的颗粒混合行为的试验研究,考察了沿水平方向和床高方向的颗粒混合特性变化。得到了表观风速、料层厚度以及布风方式对流化床颗粒混合行为的影响规律,为流化床垃圾焚烧试验台的设计提供了依据。 搭建了上下两排风管的冷态二维管式布风循环流化床实验台,利用基于图像法的全场测速技术和颗粒示踪技术,试验研究了不同密度颗粒加入流化床时的冷渣段颗粒运动规律和排渣特性。研究结果表明,在不排渣情况下,大物料的移动扩散特性与物料的密度有很大的关系,当密度从较轻到重变化时,依次呈现浮在床层表面、在流化段内快速扩散、向下偏析和快速沉底的不同特点,研究结果对于了解城市生活垃圾中不同密度、不同粒径的多种物料加入管式布风流化床垃圾焚烧炉时的运动行为具有重要的参考价值。
刘玲[4]2006年在《脉动流化床气固流动特性的研究》文中研究说明脉动流化床作为改善气泡对流化床床层的影响，提高气—固混合效果的一种新型反应器，具有独特的气固流动型式，这是脉动流化床区别于连续流化床的重要特性之一，也是脉动流化床理论研究的基础和广泛应用的根源。因此，对其气泡和颗粒运动特性的研究成为脉动流化床系统研究中的重要内容。 摄像法是现代信息技术和光学技术的结合，是研究二维流化床内气泡运动规律的一种新的手段。它克服了接触式测量仪器干扰被测流场的最大缺点，因而更加有利于测试脉动流化床中气固的流动特性。 本文基于自制脉动流化床实验平台，对流化床内气固流动特性进行了二维冷态模拟实验，利用摄像机的高速图像采集特性，捕捉流体瞬间的流动状态，通过对图像进行分析，结合实验观察，我们对脉动流化床内气泡的形成、气泡分布随气流脉动频率(f)和脉宽比(I)变化的演化规律，气泡的平均上升速度以及颗粒的运动混合特性等进行了研究。 气泡现象是气固流化床最基本的特征之一，气泡的行为不但对床内的流体力学性能发生作用，而且对床内气固混合、传质和传热性能都有明显的影响。本文作出了气泡生成与演化的定性描述，得出气泡平均上升速度的半经验公式，对颗粒的混合与分离作出探讨，对两相数学模型建立、脉动流化床设备的放大以及脉动流化床技术的应用和推广具有一定的实用价值。
张铁拴[5]2012年在《与流化床气化相耦合的气流床粉煤热解多联产装置冷态试验及数值模拟》文中提出针对目前粉煤热解存在半焦缺少规模化有效利用技术、流化床气化中合成气显热不能得到高效回收利用等问题，提出了流化床气化与气流床粉煤热解耦合多联产新工艺。粉煤在气流床中热解的两相流动和传递规律是该工艺设计的重要基础。冷态试验是研究气固两相流的有效方法，因此本论文设计搭建了一套冷态试验平台，通过冷态试验和数值模拟相结合的方法研究气流床热解过程中气固两相流的质量传递规律。在冷态试验装置上，用玉米榛、油菜籽和小麦模拟粉煤进行冷态试验，分别研究了单一粒级进料和混合粒级进料条件下，颗粒循环量及风量对压降的影响规律。结果均表明，当风量一定时，同一高度的压降随颗粒循环量的增大而增大；当颗粒循环量保持不变，随着风量的增大，同一高度的压降也随之增大。利用量纲分析法推导出了计算床层压降的数学模型，得出了影响压降的主要因素为颗粒循环量、风速、颗粒物性、床层结构参数等，为气流床模化设计奠定了理论基础。利用粒子图像测速技术对气流床内颗粒运动速度进行了测量。结果表明，当风量一定时，改变颗粒循环量不影响气流床内颗粒的运动速度；在一定的颗粒循环量下，气流床内固体颗粒速度随风量的增大而增大。当风量和进料量一定时，粒径越大气流床内颗粒运动速度越小。采用MATLAB软件对煤热解动力学方程及能量守恒方程进行求解，得到了不同粒径神木煤在气流床内充分热解所需停留时间，进一步结合颗粒运动速度，对神木粉煤热解所需的气流床反应器高度进行了预测。对0-3mm神木粉煤热解而言，气流床最低高度为6.28m。运用Fluent软件模拟了冷模试验装置上气流床中颗粒浓度分布特征。使用前处理软件gambit对该气流床系统进行网格划分，然后，采用欧拉双流体模型，对系统颗粒浓度分布进行了二维和叁维数值模拟及分析。结果表明气流床内颗粒运动在径向符合环核模型，在轴向符合一维轴向模型，气流床内颗粒浓度在0.01左右。受到T型强制出口的影响，在出口的对侧，颗粒浓度较高。在气流床与流化床耦合情况下，气流床内颗粒浓度明显增加，达到0.05左右，且发现气流床内存在颗粒聚集现象。
国帅[6]2012年在《气固微小流化床流动特性的研究》文中研究指明微小流化床反应器的微小体积有利于节能、减少污染物，提高反应效率，因此，微小流化床具有良好的传质和传热特性，还可以广泛用做气固催化或非催化反应的反应器。近年来兴起的计算流体力学（CFD）方法，具有方便的测定实验中不易测得的数据、优化实验设备、修正及验证理论模型、降低实验费用等优点，引起了许多研究者的兴趣。本文利用Fluent软件、基于Eulerian模型对气固微小流化床的两相流动进行数值模拟。首先，在床径为30mm的微小流化床内，考察了叁种不同颗粒的流化特性，并且利用压力传感器研究了床层压降以及最小流化速度。结果表明，研究最小流化速度时，由于颗粒之间的黏合力选用降压法的床层压降要比升压法稳定的多。微小流化床内A类颗粒床层压降的计算值高于实验值，而B、D类颗粒的床层压降的计算值小于实验值。微小流化床内最小流化速度都会随着料高增加而增加，但不同的颗粒增幅不同。其次，本文采用流体力学模拟软件Fluent6.3，在内径30mm和高300mm的微小流化床内，对不同颗粒的腾涌流态化现象进行了实验研究和数值模拟。研究发现A类颗粒床层平稳发展，没有发生腾涌现象。系统考察了B类颗粒腾涌现象中流化状态转变、床层最大膨胀比以及压力脉动特性。通过与实验结果进行对比发现，模拟结果较准确预测了颗粒的腾涌流态化现象的特性，床层底部形成漩涡结构，有明显的内循环运动，床层膨胀高度也会增大，同时还会伴随着压力的巨大波动,随着床径的增加，床层的稳定性和均匀性得到提高。D类颗粒也发生腾涌现象，床内持续不断的形成大气泡，床层压降波动剧烈。最后，气固微小流化床内B类颗粒的鼓泡特性进行了系统研究，考察了鼓泡流态化时气固分布、床层膨胀比和床层压降等参数。研究结果表明，床层流态化具有非均匀性，整个空间可以分为乳化相和气泡相。为减小计算误差，通过研究几何模型、时间步长、颗粒碰撞恢复系数、曳力系数等因素对计算结果的影响，确定了采用2D模型，时间步长0.0005s，颗粒碰撞恢复系数0.90，曳力模型采用Syamlal-O’Brien模型为最佳计算参数。
李俊菲[7]2018年在《流化床颗粒静电特性及对流动特性的影响》文中研究说明流化过程中,颗粒与颗粒之间、颗粒与壁面之间不断发生接触、碰撞和摩擦等过程,不可避免的产生静电积聚。粉体静电不仅造成颗粒团聚和黏壁,影响整个反应器内的流化状态,还会引发生产事故造成重大的经济损失。由于流化床中流化特性和静电机理的双重复杂性,该领域理论还未完善,静电对粉体流动特性的影响鲜有报道。因此本文对流化床内颗粒静电特性及对流动特性的影响进行系统的实验研究,探究静电特性及对流动特性的影响机制。在二维流化床静电实验系统上对玻璃珠、聚乙烯、玉米粉进行了流化时间、流化风速、取样高度和静床高等操作参数对流化床内颗粒静电特性的实验研究。研究结果表明:随着流化时间的增加,颗粒荷质比随之增大;当流化90分钟左右时,颗粒静电达到静电饱和状态。增大流化风速,床内湍动程度增强,颗粒荷质比升高。当静床高为50cm时,在低倍流化数下,距布风板较近的颗粒荷质比大于距布风板较远的颗粒荷质比,随着流化数的升高,后者逐渐增加并大于前者。当静床高为80cm时,距布风板最近取样口处颗粒荷质比在不同流化数下总是最高。为了获得粉体物性对颗粒静电特性的影响规律,分别以玉米粉、玻璃珠和聚乙烯为实验物料,通过改变物料粒径和种类,探究粉体物性对流化床内颗粒静电的影响规律。结果表明,玉米粉和玻璃珠均携带正电荷,聚乙烯颗粒携带负电荷。同一流化数下,聚乙烯颗粒荷质比绝对值总是高于玉米粉和玻璃珠,玉米粉颗粒荷质比高于玻璃珠。对于相同的粉体物料,小粒径颗粒荷质比大于大粒径颗粒荷质比。基于实验数据,采用量纲分析法运用SPSS软件对二维流化床内粉体静电量及影响因素进行了拟合分析,得到了玻璃珠和聚乙烯颗粒静电变化拟合公式。通过气泡注入和数字图像分析系统,进行了流化床内颗粒静电对气泡特性影响的实验研究,得到了不同静电特性下单个气泡上升过程中气泡上升速度、圆形度、纵横比、面积等气泡特性参数变化规律。通过调节流化风速改变床内物料静电荷质比,运用MATLAB图像处理程序提取上升过程中气泡特性参数。研究结果表明:随着床内静电荷质比的提高,气泡周围颗粒运动造成气泡形状变化,单个气泡平均上升速度明显提高;颗粒静电对气泡上升过程中纵横比、圆形度和面积等参数均有显着影响,由于带电粒子间的静电斥力增大了颗粒间平均距离,乳化相空隙率随之增大,气泡尺寸略微减小。为获得粉体静电特性对气泡分裂聚合过程的影响规律,通过对上升过程中的气泡图像进行图像处理,获得了不同静电特性下气泡上升过程中不同高度处气泡形状变化特性,且对不同静电特性下单个气泡第一次分裂时的高度进行定量拟合分析。结果表明,随着床层颗粒静电荷质比的增加,气泡第一次分裂时所处的高度线性减小。
赵军[8]2008年在《悬浮流化式生物质热解液化装置设计理论及仿真研究》文中指出生物质能源是一种可再生能源,对生物质能的开发和利用能够缓解能源短缺的压力、减少环境污染、改善未来的能源结构。利用生物质热解转化技术,将生物质转化成高品位的液体燃料是生物质能开发利用的重要方式。本文基于国内外生物质热解液化制取生物油领域已经开展的研究工作,对生物质悬浮流化床技术进行了理论探讨,并对生物质在悬浮流化床内的运动规律、热解规律和悬浮流化床的设计理论进行了理论分析和模拟仿真。本文首先提出了课题的研究背景,对生物质的种类和生物质能转化利用技术进行了阐述,对国内外生物质流化床热解液化制取生物油技术的研究进行了综述分析,全面掌握了该领域的研究方向和研究热点,确定了论文的研究内容和研究目标。分析了生物质原料的颗粒特性和化学特性,建立了生物质流化冷态实验装置,对玉米芯和稻壳进行了单独流化实验,对玉米芯和稻壳与石英砂进行了混合流化实验。生物质单独流化实验表明,生物质是可以实现流态化的;生物质原料颗粒较小,流化特性没有显着区别;流化风速变化时,每一个测压点的压降变化不大,没有一定的规律性。生物质混合流化实验表明,生物质质量分率较小时,质量分率不同,流化状态和压差变化没有明显的差别,混合流化临界流化速度较小。通过高速摄像法得到床内颗粒瞬时流动形态的图像,对图像分析得到颗粒的速度变化图。对图像的分析表明,生物质与石英砂床内混合较好,没有明显的分层现象,对于轴向混合,石英砂在床下部积聚浓度较大。床内颗粒运动速度变化剧烈,速度分布不均匀。由于生物质流化运动复杂,实验重复性差,难以测得准确的实验参数值。由于生物质流态化运动的复杂性,通过有限的实验难以全面理解床内气固两相流动的规律,为此,建立了气固流动的基本微分方程,应用Fluent软件,采用欧拉双流体计算模型对床内气固两相运动进行模拟仿真,得到随时间变化沿床高方向固体体积分数分布云图、固体速度分布云图。模拟仿真结果表明,床内出现稠密相和气泡相两种不同的结构,固相颗粒在床层内循环运动,气泡生成、破裂周期性变化,有利于生物质的混合和分离。通过模拟仿真,较为准确地描述床内气固两相流体的运动特性,提高了对生物质流化特性的认识。根据Waterloo大学的热解机理模型,建立了生物质热解动力学方程式,对方程式进行了求解,得到生物质质量及热解产物质量随热解温度变化的曲线。对曲线的分析表明,温度是影响生物质热解的重要参数,炭产量随温度的增加而增加,并逐渐趋向于一固定值;生物油的产量随温度的升高而增加,在800～900K时,生物油的产量达到最大值。方程求解得到的热解曲线与前人研究结果基本一致,说明建立的方程是可信的,可以利用该方程式预测热解参数温度对生物质热解产物的影响。生物质热解传热复杂,通过对热解过程的分析,建立了颗粒传热的方程式。根据悬浮流化生物质热解设计理论和实验结果,设计了一套新型生物质悬浮流化热解反应系统。该系统燃烧生物质气化燃气为反应器供热,热解后的不可冷凝气体经过预热作为流化气体进入反应器。利用生物质燃气燃烧提供热源,可以减少其它能源的使用,就地取能,就地生产,最大限度地将地产生物质原料转化为可利用的清洁能源,降低生物质热解制油的成本。设计了生物质燃气气体燃烧器,并对反应器的能量平衡进行了计算。论文最后对全文进行了总结。
刘欢鹏[9]2006年在《应用LES-DSMC方法研究流化床气固两相流动特性》文中研究说明气固两相流动被广泛地应用于工业生产中,数值模拟以其独特的优点,成为气固两相流研究的重要手段之一。近年来,由于计算机硬件的飞速发展,直接对颗粒进行跟踪的离散颗粒模型得到了广泛的关注,此类模型将流体相处理为连续介质,颗粒相处理为独立的离散体系,由于它对颗粒相运动进行的是颗粒层次的分析,因而可以从颗粒尺度与宏观尺度模拟流化床气固两相流的多尺度结构。在离散颗粒模型中,根据对颗粒间碰撞过程的处理方法的不同可分为确定性模型和随机性模型。已有的应用直接模拟蒙特卡罗(DSMC)方法模拟流化床内稀疏气固两相流动的研究中,均采用稀薄气体分子碰撞概率的计算方法计算气固两相流中颗粒的碰撞概率,采用层流Navier-Stokes方程模拟气相流动。然而,在高颗粒浓度下颗粒碰撞对的确定需要考虑高颗粒浓度存在的影响,同时在高颗粒浓度流化床气固两相流动中,需要考虑气体粘性的作用。本文建立了离散颗粒运动-碰撞解耦模型,模型中应用DSMC方法模拟颗粒间的碰撞过程。推导了高颗粒浓度气固两相流颗粒间碰撞概率的计算公式,引入径向分布函数来考虑局部颗粒浓度不均匀性对颗粒碰撞概率的影响。采用大涡模拟(LES)研究气相湍流。应用了子网格技术,采用此技术可以减小计算工作量并且提高碰撞对象抽取的合理性。应用LES-DSMC方法研究了循环流化床上升管内颗粒和颗粒团聚物的流动特性。得到了时均颗粒速度和浓度的分布。分析了瞬时单颗粒的速度、位置以及颗粒所在网格的颗粒浓度随时间的变化规律。研究了气体表观速度和碰撞弹性恢复系数对气固两相流动特性以及颗粒团聚物流动特性的影响。得到了颗粒碰撞频率和颗粒温度随颗粒浓度的变化规律。得到了团聚物平均存在时间、生成频率、平均浓度的分布。由快速傅立叶变换得到的瞬时颗粒浓度波动的主频范围为0.1-1.0Hz。对瞬时颗粒浓度波动的小波多尺度分析结果表明,离散单颗粒的运动信号频率高,颗粒团聚物的运动信号频率低,壁面区域颗粒团聚物的生成频率高于中心区域。应用LES-DSMC方法研究多孔射流鼓泡流化床内颗粒和气泡的流动特性。得到了床内时均颗粒速度和浓度的分布。得到了颗粒温度随颗粒浓度的变化规律以及颗粒速度的概率密度分布。研究了气体表观速度和碰撞弹性恢复系数对两相流动特性的影响。应用快速傅立叶变换得到的瞬时颗粒浓度的功率谱密度显示流化床颗粒浓度脉动频率低,能量高,脉动主频率为0.4-1.0Hz,其值与
胡东芳[10]2017年在《侧壁喷液气固流化床内液体喷射区特性和相间热质传递行为研究》文中进行了进一步梳理喷液气固流化床在工业上有着广泛的应用,如催化裂化(FCC)、颗粒包膜、苯胺合成、造粒以及烯烃聚合等工艺。由于液体的蒸发、液滴与颗粒碰撞并粘附,喷液气固流化床内气泡与颗粒运动特性、温度分布、反应物浓度分布等与传统气固流化床相比,均存在显着差别。其中,在侧壁喷液的烯烃聚合流化床反应器中,液体在蒸发撤热的同时促使床层内形成多个温度和浓度差异较大的反应区。聚合物活性颗粒在不同的反应区之间穿梭运动,生成分子量和支化结构差异较大的分子链并充分混合,最终形成性能优异的聚烯烃产品。在这个过程中,侧壁喷液形成的液体喷射区的深度、面积、温度等参数在气固流动的作用下周期性波动,对反应器内流体力学行为、热质传递和产品性质产生重大影响。因此,研究液体喷射区的波动特性及对热质传递的影响规律对于喷液烯烃聚合流化床反应器的操作优化和放大设计具有重要意义。本文以侧壁喷液烯烃聚合流化床为研究对象,通过冷模实验和计算流体力学(CFD)模拟,对液体喷射区的波动特性和相间热质传递行为进行研究。论文的主要研究内容及结论如下:1.在侧壁外加热喷液气固流化床冷模装置中,采用热电阻和电导探针测量液体喷射深度和液体喷射区面积,揭示了不同流化气速、喷液速率和喷液高度下液体喷射区的分布规律,建立了半理论半经验的液体喷射深度预测模型。流化气速越大,液体蒸发速率越快,喷射区的范围越小且在轴向上的延伸范围越小。喷液速率和喷液高度越大,液体蒸发速率越慢,喷射区范围越大。基于电导探针信号的HHT分析,发现喷射区内液体的分布呈现周期性的波动,且波动频率随喷液速率的增大而增大。此外,通过分析床层压力脉动信号和声信号的时频特征,阐明了流体曳力和液桥力耦合控制下颗粒团聚对颗粒流化特性及气泡尺寸的影响规律,即流体曳力与液桥力的竞争决定了颗粒聚集状态、流化特性和气泡尺寸。当流体曳力小于液桥力时,随着喷液速率的增加,颗粒聚集状态从钟摆型转变为环索型,颗粒的流化特性从B类向A类转变,气泡尺寸先增大后减小;当流体曳力大于液桥力时,颗粒的聚集状态为钟摆型或吸附层型,颗粒之间不易形成聚团,气泡尺寸随喷液速率的增加而减小。2.采用Eulerian多流体模型对外加热侧壁喷液气固流化床进行CFD模拟,揭示了液体喷射区波动的主要影响因素,阐明了液体的分布规律及扩散路径,获得了喷射区和非喷射区的传热系数。液体喷射区的波动频率与颗粒穿越喷射区边界的频率均在1 Hz左右,而气泡的波动频率为2 Hz,证明了液滴与颗粒碰撞阻碍喷射区跟随气泡的运动。通过定量分析床内液滴、颗粒液膜、液体蒸气的分布规律,发现粘附于颗粒的液体量占喷入床层的总液体量90%以上。液体蒸发主要在乳化相中进行,部分蒸气从乳化相传递至气泡相后随气泡离开床层。通过类比气泡相和乳化相之间的传热过程,建立了喷射区和非喷射区之间传热系数计算方法。3.采用耦合颗粒放热的Eulerian多流体模型对侧壁喷液气固流化床进行CFD模拟,发现喷嘴位置、液体蒸发速率、放热速率和移热速率的相对大小是影响液体喷射区和相间热质传递行为的关键参数。在颗粒放热条件下,随喷液高度、入口液滴直径增加和颗粒放热速率减小,液体喷射区受气固运动的影响增强,液体喷射区面积波动频率增加。4.为了进一步模拟聚合反应存在下液体喷射对产品性质的影响,建立了耦合聚合反应动力学的Eulerian多流体模型,阐明了不同喷液速率和喷嘴设置方式对床内温度分布、反应物浓度分布以及聚合产品性质的影响规律。结果表明,当保持操作条件不变时,喷液速率越大,颗粒温度分布越窄,CC6H12/CC2H4分布越宽,产品的熔指和密度越小,不同区域内生成的产品的性质差异越小。与单喷嘴喷射和双喷嘴对喷相比,双喷嘴同侧喷液时,颗粒温度分布和CC6H12/CC2H4的分布较宽,产品的熔指和密度的波动幅度较大,有利于增大不同反应区域产品性质的差异性。因此,采用多喷嘴同侧喷液的方式有利于实现聚合产品的高性能化。
参考文献：
[1]. 基于高速摄像法的流化床内颗粒运动特性研究[D]. 丁经纬. 浙江大学. 2003
[2]. 基于图像法的流化床内颗粒测试系统及管式流化床内颗粒混合研究[D]. 朱建新. 浙江大学. 2004
[3]. 基于图像技术的管式流化床内颗粒混合及排渣特性研究[D]. 罗娅. 浙江大学. 2005
[4]. 脉动流化床气固流动特性的研究[D]. 刘玲. 天津科技大学. 2006
[5]. 与流化床气化相耦合的气流床粉煤热解多联产装置冷态试验及数值模拟[D]. 张铁拴. 西安科技大学. 2012
[6]. 气固微小流化床流动特性的研究[D]. 国帅. 青岛科技大学. 2012
[7]. 流化床颗粒静电特性及对流动特性的影响[D]. 李俊菲. 东南大学. 2018
[8]. 悬浮流化式生物质热解液化装置设计理论及仿真研究[D]. 赵军. 东北林业大学. 2008
[9]. 应用LES-DSMC方法研究流化床气固两相流动特性[D]. 刘欢鹏. 哈尔滨工业大学. 2006
[10]. 侧壁喷液气固流化床内液体喷射区特性和相间热质传递行为研究[D]. 胡东芳. 浙江大学. 2017
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