循环流化床上升段流体动力特性数值模拟

针对循环流化床上升管内气固两相流动,建立了Eulerian双流体模型,将离散的固体颗粒相看作是连续介质,建立颗粒相和气相的质量守恒、动量守恒及k-ε输运方程等模型,用Fluent软件作计算工具,对流化床上升段内的颗粒速度分布、颗粒浓度分布和床内压力分布等进行了二维数值模拟.计算结果表明:上升段存在固体颗粒浓度中心区域低、近壁面高的环核结构,固体颗粒在横截面上存在由核心区向环形区的内循环运动,在相同气流速度下,沿床高压降随循环物料的增加而变大.数值模拟的结果与 Prssinen的实验结果吻合良好,表明所建模型正确,数值计算结果可以有效地应用于预测实际装置性能和指导循环流化床的设计和运行.     

V型喷动流化床床层压力的研究

流化床床层压力及其分布是反映流化质量和床内物料运动状况的主要参数之一。本实验在于３１０×４０×２０００ｍｍ和８３×４０００ｍｍＶ型喷动流化床冷模装置上，以水泥生料粉为实验原料，对床层压力、缩口结构与流化质量关系进行了研究，分析了床层压降随喷射气流、流化气流的变化规律，并与普通流化床的类似特性作了比较，得出Ｖ型喷动流化床的适宜操作气速范围。流化浅床加上合理的缩口形状，可以实现层流边界层连续卸料的操作。     

磁流化床气固两相流动的数值模拟及实验验证

建立了床体为圆筒的磁流化床筒化数学模型。采用SIMPLEC算法对此类磁流化床床内的气固两相流动进行数值模拟，并对多种运行条件下床内气固两相流动的数值模拟结果进行分析，获得了磁流化床内气固两相在偏离或接近临界稳定区域的流化特性。通过用相对应的实验装置进行实验验证。结果证明：该简化的双相模型和SIMPLEC算法对磁流化床床内气固两相流场进行数值模拟具较好的适用性和准确性。     

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．     

磁流化床中铁磁颗粒流化特性的数值模拟

针对磁流化床中颗粒浓度高,相互作用强的特点,在双流体模型的基础上,引入颗粒流的动力学理论,对床内铁磁颗粒在不同工况下的流化特性进行数值模拟.计算结果表明:在无磁场或弱磁场作用下,床内多处产生气泡,颗粒呈鼓泡流化状态;在适度磁场作用下,磁场对颗粒的作用明显,可以抑制床内气泡生成,实现颗粒的稳定流化.增大气体表观流速比后,磁场的调节作用相对减弱,颗粒不能实现稳定流化.与试验数据比对,二者吻合较好,数值模拟结果较好地反映磁流化床中颗粒的流化行为.     

离心流化床中多孔介质干燥的传热传质研究

通过对典型的多孔湿物料在离心流化床中干燥过程的理论分析,将含湿多孔介质传热传质过程和物料与气流之间的外部传递过程相耦合,导出了离心流化床的控制方程组,在此基础上,可以对离心流化床中湿物料的干燥过程进行数值模拟。     

喷动流化床射流穿透深度试验研究

提出射流穿透深度是表征喷动流化床煤气化过程中射流特性的重要参数.在300 mm×30mm×2 000 mm的喷动流化床煤气化炉冷态试验装置上,采用压力信号分析和快速摄像图像分析相结合的方法,系统地考察了喷动气速、喷口直径、物料特性、静止床高和流化气流率对射流穿透深度的影响.结果表明,射流穿透深度随喷动气速、喷口直径的增大而增大,随静止床高、物料密度、物料直径、流化气流率的增大而减小.另外,引入两相弗劳德数(Fr)、颗粒雷诺数(Rep)等无量纲参数,对试验结果进行多元回归分析,建立了喷动流化床射流穿透深度的关联式,该关联式全面考虑了各种影响因素,特别是静止床高和流化气流率的影响.关联式的预测值与本文及国内外其他一些研究者的试验值进行了比较,结果吻合得较好.     

气体分布板开孔结构对流化床干燥性能的影响

针对惰性粒子流化床干燥器，以洗衣粉悬浮液为对象，先后进行了气体分布板开直孔和开斜孔的流化干燥实验。通过测定干燥器的流体力学特性曲线，以及在相同进料量、进风温度、进风速度或惰性粒子直径条件下的体积传热系数曲线和热效率曲线，考察和分析了气体分布板两种不同的开孔结构对干燥器流体力学和传热性能的影响。结果表明，气体分布板开斜孔的床内气流阻力要高于开直孔的气流阻力，但其体积传热系数和热效率相对较高，即斜孔较直孔更加有利于床内传热。在此基础上，对惰性粒子流化床干燥器的生产调节措施进行了初步探讨。     

壁面约束对提升管内细长颗粒浓度分布的影响

基于欧拉一拉格朗日方法,并根据刚体动力学理论及经典流体力学理论,建立了细长颗粒流化运动三维模型.模型中考虑了细长颗粒与壁面三维碰撞问题.基于此模型,并根据实际的结构及运行参数,对细长颗粒在流化床的浓度分布特性进行了数值实验.研究表明,如果不加入惰性物料,细长颗粒无法自身在提升管内形成明显的悬浮段和密相区,也不会在密相区形成明显的双向流动;细长颗粒在流化运动过程中伴有一定的迁移现象,颗粒由四周慢慢向中心移动;壁面附近区域的细长颗粒的浓度分布受流化风速影响明显,这也可能与壁面约束效应有关.     

离心流化床干燥器中传热传质的实验研究

在不同操作条件下对离心流化床干燥器中湿物料的干燥过程进行了间歇实验研究，测定了气流入口、出口和床层温度以及物料湿含量时间的变化，分析了表观气速、颗粒直径、床层厚度、床体转速和物料初始湿含量对干燥过程的影响，获得了离心流化床干燥过程中传热和传质准则方程。     

脉动流化床干燥玉米的试验分析

在脉动流化床上对玉米进行了干燥试验，分析了入口风温、风速、频率、床层料厚四个因素对干燥过程的影响规律．得出玉米在脉动流化床上干燥时，当脉动频率为6Hz时，脉动流化干燥性能最好；风速以6．3m／s为宜，当风速能够使床层物料产生脉动流化时，在此基础上改变风速，对传热传质不会有明显的影响；料层厚度对脉动流化干燥的影响最大，在保证床层物料能够流化的基础上，料层越厚越好；考虑减少单位热耗，应该适当降低风温；只考虑增加去水速度时，应该适当提高风温．     

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.     

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.     

离心流化床内物料干燥特性的实验研究

对以表面水分为主的颗粒物料（黄沙）和以内部结合水分为主的食品物料（土豆、萝卜）在离心流化床中的干燥特性进行了试验研究,获得了各种物料的干燥曲线,并对影响干燥特性的气体表观流速、床体转速、床层厚度、物料形状和特性等主要因素进行了分析和讨论。     

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     

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．     

流化床喷雾造粒装置的最大喷液量的研究

根据鼓泡床模型，推导出了单个颗粒每次经过喷雾区所接受的料液量，以及颗粒两次进入喷区的间隔时间，根据流化床内气固相传热建立了流化床喷雾造粒装置的最大允许喷液量模型，进行了实验验证，模型预测值与实验值符合较好，可以用来指导设备设计和操作。     

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。     

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.     

惰性粒子流化床干燥器中干燥强度的关联模型

针对气体分布板开直孔的惰性粒子流化床干燥器，以洗衣粉悬浮液为对象，考察了进风速度、惰性粒子直径、进料体积流量、物料初始质量分数、进风温度和静床高对干燥强度的影响，并与气体分布板开斜孔的干燥器干燥强度进行了初步比较。结果表明：适当提高进风速度、进料体积流量、进风温度、静床高，或将气体分布板的孔道由直孔改为斜孔，干燥器的干燥强度将增大；相反，若提高惰性粒子直径或物料初始质量分数，则干燥器的干燥强度将减小。在此基础上，结合因次分析法，建立了用于计算干燥强度的准数关联模型。