脉动流化床中气-固传热特性及干燥特性的研究

分析了脉动流化床中气-固传热特性及干燥特性．研究表明脉动流化床中物料的运动状态,可以看作是其平动、振动和旋转运动的叠加．在一定的气流速度下,处于旋转运动物料的传热效果要比振动物料的传热效果好．将Ranz—Marshall公式应用到在脉动流化床气-固传热系数的计算中,有其局限性．气流温度是影响干燥过程降水幅度的重要参数,床层静止高度及脉动频率对干燥过程的影响很小．当气流速度等于或高于最小脉动流化速度时,床层内的温度分布均匀一致,脉动频率对温度分布的影响很小．     

压力脉动法探究U型还原室内床层流化特性

U型还原室是铁矿悬浮磁化焙烧炉的核心装置,其内部物料流化特性尚不明确.为此,搭建冷态试验系统,采用压力脉动法探讨了初始床层高度、松动风速及物料粒度对流化室内物料流化特性的影响,通过功率谱密度分析了流化机理.结果表明:松动风速和物料粒度是影响初始流化速度的主要因素,而初始床层高度影响不大;流化室内压力脉动随初始床层高度和松动风速增大而减小,随物料粒度增大而增大;功率谱分析揭示了气泡形成、聚并及破碎是导致压力脉动的根本原因.研究结果为悬浮磁化焙烧试验过程中操作参数的设计及优化提供了理论和数据支持.     

高碳铬铁粉冷态喷动流化特性试验研究

设计了喷动流化床试验装置,研究了不同物料粒径和物料质量的高碳铬铁粉冷态喷动流化特性,考察了最大床层压降、最小喷动流化速度、床层空隙率与物料特性之间的变化关系。试验结果和分析计算表明,在同样条件下,高碳铬铁粉在喷动流化床中的起始静床层高度大于最大喷动床床层高度时,物料才具有典型的喷动流化特征;物料密度、物料粒径是影响喷动流化形态的主要因素;最大床层压降随物料质量、物料密度的增加而增大,随物料粒径的增加趋于增大;最小喷动流化速度均随物料质量、物料粒径的增加而增大;床层空隙率随喷动流化气体流量的增加而增大,物料质量对粗颗粒物料的床层空隙率影响较大,对细颗粒物料的床层空隙率影响较小。根据高碳铬铁粉的冷态喷动流化特性和形态变化,得出了高碳铬铁粉混合物料的喷动流化床操作相图。     

常压吸附流化冷冻干燥影响因素的实验研究

建立了一套常压吸附流化冷冻干燥装置，选用粒状马铃薯等作为冻干物料，硅胶为吸附剂，对物料的冻干规律进行了实验研究，考察了流化床温度、物料尺寸、吸附剂粒径、风速、物料种类及形状和吸附剂加入方式等不同因素对干燥过程的影响。通过适当提高床温、减小物料尺寸和采用粒径较小的吸附剂等，均可以提高干燥速率。在床温略高于物料共晶点温度时，常压冷冻干燥过程仍可以进行．     

Geldart D类颗粒在狭缝型分布板流化床的流化特性研究

采用自主研发的狭缝型分布板流化床,对Geldart D类颗粒物料核桃壳(2~2.8,mm)的流化特性进行了实验研究.结果表明:与传统多孔型分布板相比,空床时狭缝型分布板的分布板压力降较小,加入物料时狭缝型分布板的床层压力降大,更多的能量用于物料的流化,特殊的瓦楞结构也可改善物料的流化特性;Geldart D类颗粒物料在狭缝型分布板流化床内流化效果较好,相应的床层膨胀比也较大.     

脉动流化床基本流体力学特性的研究

本文对脉动流化床的基本流体力学特性进行了分析和研究。认为:在相同送风量的前提下,与普通流化床相比,脉动流化床的最小脉动流化速度降低;存在着极限脉动流化速度;床层压降减小。     

基于脉动气流的不同颗粒流化特性研究

为了获得更适合细粒煤分选的介质,降低分选误差,为提高分选效果提供理论依据,利用脉动流化床,通过控制气流的脉动频率及气流速度,分别测量Geldert A、B两种颗粒组成床层的压力波动和密度特性,研究床层颗粒的流化效果。结果表明:Geldert A类颗粒的流化特性曲线中由于颗粒相互粘附出现的突破点随着脉动频率增加消失,在脉动频率为3.49 Hz时,最小流化速度的极小值为5.68 cm/s,Geldert B类颗粒在脉动频率为5.24 Hz时,最小流化速度的极小值为10.0 cm/s,Geldart A类颗粒易于流化; Geldert A类颗粒压力信号受气泡及气流干扰出现二次波动,压力信号由床层底部到顶部幅值出现耗散,幅值降低,波形混乱,周期性不明显;此外,两种颗粒密度标准差随频率及气速的增大均先减小后增大,Geldert A类颗粒密度标准差较Geldert B类小,床层均匀性好。     

流化床燃烧棉秆与床料的混合特性及混合质量评判标准

论述了10～100mm长度的棉秆与弱酸性床料的混合流化特性,研究了棉秆长度、床料粒径、配比和流化风速等因素对混合均匀程度的影响.试验结果表明:长度100mm以下特别是50mm左右的棉秆,与粒径为0.6～1mm的床料,在配比为2%(初始质量分数),流化数大于3时,能较均匀地混合流化;但流化数大于7时,混合均匀程度有所降低.棉秆与床料的不同配比对混合均匀程度也有影响,棉秆的质量配比越小,混合得越均匀,所以设计流化床锅炉时流化风速、静止床高要选择合理,否则会影响到密相区的稳定燃烧.提出了秸秆流化床燃烧时,秸秆与床料混合质量的评判标准,并介绍了混合均匀度的概念.在一定的试验条件下,当混合均匀度小于1.4时,秸秆和床料混合比较均匀,能够适合流化床燃烧.     

喷雾流化干燥试验研究分析

本文在实验研究和生产运行实践的基础上,提出了流化床内颗粒上的薄膜干燥物理模型。并用此来对流化床内的流化状况、流化床内床层温度的分布、颗粒上薄膜厚度以及薄膜干燥时间等问题进行了分析,最后导出了喷雾流化生产设备最大生产能力关系式,可供设计及生产运行分析时参考。     

脉动流化床内换热面与床层的传热特性分析

在大颗粒气固流化床中，颗粒的随机运动、颗粒之间的相互碰撞对颗粒传热影响较大．对脉动流化床内换热面与床层的传热特性进行了试验研究，试验中观察到的脉动床最大传热速率比普通流化床的传热速率提高15％左右，对于较大直径的颗粒，脉动流化床的传热效果更突出；在实际操作过程中，选择合理的床层静止高度和气流脉动频率对提高传热系数有利．     

发酵柑橘皮渣饲料的流态化干燥实验

采用流态化干燥方法对发酵柑橘皮渣的干燥进行实验研究,建立一个小型的流化床干燥试验台,分析了各干燥参数如风温、风速、颗粒粒径、床层高度以及初始含湿率对发酵柑橘皮渣干燥特性的影响.实验表明对于经过预处理的发酵柑橘皮渣介质,采用流态化方式可以获得较好的干燥效果;在各干燥参数中,初始含湿率、风温和粒径对发酵柑橘皮渣干燥特性的影响较为显著.根据实验数据建立了干燥特性回归数学模型,可以为实际生产工艺提供依据.     

谷物干燥热泵性能的实验研究及理论分析

在已开发的热泵流化床谷物干燥设备研究基础上对其中的热泵进行了实验研究,得出干燥实验系统热泵供风温度以及供热系数的影响因素及其影响规律.通过对实验结果进行细致的理论分析,发现增大蒸发器回路风量与降低冷凝器出口风温可以显著改善热泵性能.依此拟定了热泵改进方案,预测了改进后热泵的性能指标,分析比较了相应干燥系统的经济效益.结果显示,改进后的热泵供热系数可达到3.856,干燥费用进一步降低.     

燃煤流化床热风炉

本文介绍了一种新型的燃煤流化床热风炉的结构和工作原理,探讨了该炉的燃烧和传热特性。试验表明:采用流化床燃烧技术,通过燃煤直接加热空气,可减少能量转换环节,提高能源利用率;该炉体结构紧凑,可提供不同温度范围的热空气以满足干燥、烘干的需要。     

常压吸附流化冷冻干燥过程的理论分析

为探索节能型的冷冻干燥方式,进行了在常压下利用流化床中吸附剂吸附水分同时放出热量实现冷冻干燥的研究。以粒状物料为例,建立了球坐标下常压冷冻干燥的传热过程理论模型,计算了物料干燥过程中的温度和升华界面的移动距离,并对床温、物料尺寸和吸附剂粒径等影响因素进行了理论分析。实验测量了物料内的温度分布变化,验证了数学模型的可靠性。结果表明,通过适当提高床温、采用小尺寸物料和吸附剂,可以提高干燥速率。     

垂直-倾斜半环组合对撞流干燥的实验研究

为了提高对撞流干燥的干燥幅度,改善物料在半环中的粘壁和流动特性,设计、制造、安装、调试了新型垂直半环组合对撞流干燥实验台·该实验台结构新颖、紧凑,以小米为物料进行的干燥和流动特性实验表明:该干燥器不仅能够充分利用干燥介质的干燥能力和最大限度地提高物料的干燥幅度,而且还避免了半环中的粘壁和堆积问题;物料降水率主要受进气温度和载带率的影响;对撞面随着上、下进气流量的变化而上、下浮动,对撞区内物料的向下运动速度大于向上运动的速度     

胶体多孔介质的缓苏-间断干燥工艺研究

以胶体多孔介质胡萝卜切片为物料,以干燥后产品的含水量和β-胡萝卜素保留率为质量指标,研究了物料在静态干燥、动态干燥以及缓苏-间断工艺干燥处理时的产品质量变化规律.结果表明:动态干燥过程中,物料与加热介质的接触面积大,干燥速率较高;缓苏-间断工艺使物料中的剩余水分得以重新分布,消除了物料的表面硬化,可以更快地去除物料中的水分,且β-胡萝卜素的保留率最高.此研究结果可以有效地指导工业生产     

流化床中烟丝颗粒的流动特性

为深入研究气流干燥原理,优化工艺参数,改进和开发气流干燥设备,对烟丝物料在流化床中的流化特性进行了研究.通过所建立实验装置,分析了送风量与进料量对烟丝在流化床内的数量浓度分布的影响.采用欧拉方法进行数值模拟,并进行了实验验证和对比,两者吻合较好.研究结果表明:流化过程中烟丝物料在流化床内分布不均匀,在近壁区域尤其是床内四角处,烟丝的数量浓度明显高于床内其他位置.数值模拟和实验研究均发现了烟丝在气流干燥过程中的结团现象和结团发生的主要区域,在此基础上提出了对流化床进行改进的方案,并进行了数值实验.结果表明,所提方案能够有效防止和减少结团的产生,为解决烟丝结团问题提供了很好的理论支持.     

黄瓜籽和萝卜籽干燥特性的实验研究

以黄瓜籽和萝卜籽为物料,以干燥后产品的发芽率和湿基含水量为质量指标,研究了蔬菜种子在烘箱及振动流化床中的干燥特性．结果表明：这两种蔬菜种子的耐热温度为40℃,在烘箱中干燥时很难达到所要求的产品湿基含水量．在振动流化床中,一次干燥后产品的发芽率在90％以上,但是产品湿基含水量达不到要求;而采用缓苏一间断的干燥工艺,一次干燥后让物料在环境中缓苏,种子细胞内的结合水分在缓苏过程中缓慢迁移到细胞间隙中,然后再进行二次干燥,种子的湿基含水量及发芽率均能达到要求．     

基于数值模拟的烘房加热通风方案优选

 使用Airpak软件,对集装箱烘房内气体流动传热问题进行非稳态模拟计算.针对两种不同送风方案,计算得到了烘房内气流的各种场分布(流速、压力、温度、空气龄等).重点考查了箱体表面的温度场、温升和空气龄随加热时间的变化.所研究的两种烘房送风方案中,方案1是从烘房底部送风,方案2则是把送风口位置抬高到集装箱内部送风,其他条件相同.计算结果表明,与方案1相比,方案2温度场分布更均匀,温度升高更快且空气龄较小(尤其在死角位置).可见采用方案2能较好地保证烘干质量,提高烘干速度,缩短箱体死角位置的加热时间,降低烘干能耗.     

小麦流态化干燥实验关联式及在热泵流化床谷物干燥中的应用

基于流化床干燥理论,采用热风循环充分的电热烘箱作为干燥器,对小麦进行了一系列的薄层干燥实验研究,模拟小麦流态化干燥过程,总结出适用于流化床小麦干燥时间预测的经验回归公式.开发了热泵流化床谷物干燥实验系统,并将小麦干燥的经验回归公式应用于此实验台的干燥实验过程.结果表明,小麦干燥经验回归式可用于预测小麦在流态化条件下的干燥时间,所开发的热泵流化床谷物干燥装置经济性合理,有市场应用前景.