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。     

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．     

循环流化床内压力脉动研究

在不同实验条件下研究了循环流化床内的压力脉动。主要目的是考察粗颗粒床层对压力脉动的影响。结果表明,大颗粒密相床层的行为差别取决于有无细颗粒的循环以及循环量的多少。     

导向挡板对催化裂化颗粒湍动流化床流动特性的影响

针对一个具有一层导向挡板的催化裂化颗粒流化床,在500mm×30mm×6000mm的大型二维流化床冷模装置中,考察了湍动流化状态下的气固流动现象、床层密度分布、压力脉动和床层膨胀率,并与自由床中的气固流动规律进行了对比。结果表明：流化床中加入挡板后,其下部将会出现一个低密度区,而在其上部则会出现一个高密度区;挡板的加入将大大降低床层的压力脉动,压力脉动和挡板下方气垫的高度分别在一定程度上反映了挡板对气泡破碎的能力和抑制颗粒返混的能力;相比自由床,挡板床具有较小的起始湍动速度和较大的床层膨胀率。     

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．     

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．     

三相流化床内不同空间位置压强脉动的特征分析

利用半导体应变片压力传感器。测定了不同操作条件下气-液-固三相流化床内不同轴向和径向位置压强的脉动信号。根据压强脉动信号波形和频域的分析结果,研究了三相流化床不同空间位置压强的脉动特征。发现在一定操作条件下,床层不同轴向位置上压强的脉动特征不同,而不同径向上压强的脉动特征则基本相似。     

二维流化床内水平射流横向脉动特性的研究

利用图像处理技术,得到了二维流化床内水平射流深度的时间序列,基于Ｒ／Ｓ分析方法,研究了流化数、射流速度和静态床层高度对水平射流横向脉动分类维的影响,结果表明,水平射流横向脉动脉随流化数的增加而加剧,随射流速度和静态床层高度的增加而减弱,探讨了水平射流横向脉动的原因,发现气泡与水平射流的合并是水平射流横向脉动的主要原因。     

超细颗粒流化过程中床层的坍落与膨胀

采用碳酸钙、氧化铝等六种超细颗粒，研究了流化床层的坍落与膨胀过程。床层的坍落由快速坍落和速率衰减坍落两个阶段组成。一次团聚物的物性、粒径及表面活性均合影响床层的坍落行为。床层膨胀曲线在起始流化气。速时发生转折。超细颗粒流化过程中床层以气泡相和团聚相两相结构存在。     

大颗粒气固流化床内两相流动的CFD模拟

采用欧拉双流体模型和颗粒动力学方法,数值模拟了大颗粒流化床在不同密度、布风装置及曳力模型情况下的气固两相流动,考察了大颗粒流化床流化和流动特点,颗粒体积分率分布,床层压力瞬时变化,床层碰撞比,以及颗粒速度径向和空隙率轴向分布规律.研究结果表明,与直型布风板流化床比较,凹型布风板流化床内的气泡产生快,颗粒横向运动能力强;随着颗粒密度的增大,其在凹型布风板流化床边壁处的速度比中心位置处减小的快;比较3种曳力模型,发现其模拟的轴向空隙率分布和床层压力存在较大差异,且与床层膨胀比实验关联式相比,3种模型预测的值比实验关联式要大一些.通过研究,3个曳力模型中Gidaspow模型相对适用于大颗粒气固流化床的数值模拟.     

山区河流河床结构对推移质输沙率的影响

河床结构是山区河流河床在洪水过程中达到较强阻力及较高河床稳定性时床面大颗粒的组合,对山区河流的推移质输沙起重要影响．引入河床结构强度S对山区河流河床结构进行定量化研究,使用河床结构测量设备对河床强度进行测量,采用类似于坑测法的子母双槽进行推移质输沙率实测,对云南小江流域的15条主要支流河床结构及推移质输沙进行野外实测,发现推移质输沙强度至少受单宽水流能量与河床结构发育程度共同影响,在同等级水流能量条件下,河床结构的发育程度越高的河流（或河段）其推移质输沙强度越小,河床强度值越小的河流（或河段）推移质输沙强度越大．单宽水流能量小于50kg／（m·S）、河床结构强度大于0.35时,推移质输沙率接近零．     

来沙条件对河床结构及推移质运动的影响过程

为了研究来沙条件对河床结构及推移质输沙率的影响过程,认识山区河流的推移质运动规律,选择在云南蒋家沟泥石流堆积体上进行野外试验。试验选择在非汛期进行,在试验河道采用人工加沙模拟上游来沙,对不同加沙率时的推移质输沙率及河床结构强度的变化过程进行连续监测。试验结果表明:上游来沙(或推移质运动)会使河床结构强度Sp降低,对河床结构造成危害,导致推移质输沙率的迅速增加;而推移质连续来沙必须先改变河道的河床结构强度才能增加推移质输沙率。在水流能量和河床结构强度相同的条件下,不同河流的推移质输沙运动相似。     

江苏辐射沙洲海域推移质输沙率计算与分析

根据江苏省辐射沙洲潮流水道33个站次连续两个潮次的潮流、底沙实测资料,利用比较分析与拟合研究方法,对各潮流水道的推移质输沙率进行了计算与分析,明确了辐射沙洲主要潮流水道涨潮、落潮、全潮平均推移质单宽输沙率和输运路线;分析得出了1 m深流速流向和临底层流速、垂线平均流速有很好的线性关系;拟合构建了江苏省辐射沙洲海域主要潮流水道相应的推移质输沙率流速表达的动力关系式。利用4#~20#站位测量数据及对应计算结果计算拟合得出了西洋水道、豆腐渣腰门水道、陈家坞槽水道的推移质输沙率流速关系式。拟合得出了21#~24#站位所在水道的推移质输沙率计算式,得出了沙洲中心浅滩汊道推移质输沙率关系式;发现推移质输沙率流速表达式在辐射沙洲三个不同区域是有差别。最后利用33个测站的水文测量及计算结果得出了辐射沙洲的整个海域的推移质输沙率计算式。推移质输沙率能用流速很好的表达,一是方便于计算应用,二是可反映内在动力机理。     

新型颗粒移动床连续过滤装置的特性研究

改变传统固定床过滤装置的间歇操作,降低过程能耗,集清洗洗涤器、三相分离器及滤料"反粒径"分布三项技术,开发了一种新型颗粒移动床连续过滤装置,讨论进气速率、清洗水速率以及移动床滤层更新速率之间的相互关系,探讨最佳运行条件.结果表明:进气速率和清洗水速率要有合适的比例才能保证装置稳定运行,连续操作的最佳气水体积比为7~12,此时移动床滤层更新速率很快,滤料循环最小周期只需12min;滤料由进水口到出水口粒径呈现由大到小的"反粒径"自然分布;随着处理负荷的增加,移动床比固定床有更好的出水水质;水力停留时间和进水浓度对出水效果和去除率具有很大的影响,浊度和化学需氧量的去除率最高可达88.89%和83.48%.     

增压流化床锅炉启动特性研究

分别在实验室规模常压模拟增压流化床燃烧室和15MW PFBC－CC联合循环中试电站60t/h蒸发量的PFBC锅炉上进行了增压流化床锅炉启动特性试验研究。试验了热烟气点燃流化床的煤种适应性;研究了加煤床温、加煤速率、埋管受热面积、静止床高、热烟气温度和烟气流量等参数对启动过程的影响规律,验证了为增压流化床锅炉特制的启动系统中带有气封结构的风室的可靠性,考察了增压流化床在深床运动中实施压火后,能再次热启动的条件及所需的燃油量和煤量的变化。在实验室规模装置上得到的较翔实和完整的结构设计参数和试验结果,已经成功地庆用于中试装置的启动运行。研究结果对大型常压和增压流化床锅炉的启动运动有积极的借鉴和指导意义。     

单回路循环流化床的压力平衡研究

为保证流化床装置正常运行,循环回路必须有一个适宜的压力平衡关系。在Φ800 mm×12 000 mm流化床装置上,用多点压力测量仪对固体颗粒单循环回路各部分的压力分布进行了实验研究。结果表明,颗粒单循环回路的压力平衡与装置的运行状态、颗粒的循环量密切相关。整个颗粒的循环回路压力曲线呈“8”字形分布,上部流化器内的压力高于料腿内的压力,下部流化器内的压力低于料腿内的压力。流化速度增大可使颗粒的循环量增加。流化器和料腿内空隙率沿高度的变化趋势是上部大下部小。循环回路的压力分布取决于流化器和旋风管的性质。     

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．     

番茄苗期灌溉最佳土壤含水量上限指标的研究

对番茄早春育苗的苗床灌溉最佳土壤含水量上限数值进行了试验研究。结果表明,土壤含水量为相对含水量的９０％（ＰＦ值１．６）,较常规灌至土壤相对含水量１００％,植株干物质积累增大,壮苗指数提高,光合速率、根系活力增强,蒸腾速率降低。因此认为番茄苗床灌溉土壤含水量最佳上限为９０％。