脉动流化床气泡特性的研究

为了研究脉动流化床气泡特性,对流化床内气泡的特性进行了二维冷态模拟实验．利用摄像机捕捉流化床气固瞬间的流动状态,通过对图像进行分析,比较了脉动流化床和传统流化床内气泡尺寸,探讨了气泡平均上升速度和气泡尺寸受脉动参数和物料特性的影响．从实验可知,脉动气流可以抑制大气泡的形成,促进气固间的接触,且气泡的平均上升速度随脉动频率的增加有降低的趋势．     

用电磁感应法测量磁流化床气泡特性的实验研究

鉴于已有流化床气泡测量方法在磁稳定流化床中难于实现,本文提出了一种新型的气泡特性测量方法——电磁感应法,籍此满意地考察了磁稳定流化床的气泡特性,包括磁场强度、单孔气流流率、主流流率对气泡频率、速度、体积、汇合和分裂的影响。     

流化床内初始气泡频率实验研究

本文在多孔分布板流化床中测量了孔内气体流量的随机波动，在频谱图上发现有两个峰值，其主频本ｆ＿ｃ和次主频率ｆ＿ｓ分别表示了在流化床底层区内合并气泡和单气泡的生成频率，文中还得到了初始气泡频率与孔内平均流速、孔径、孔间距的关联式．     

利用摄相法研究三相流化床中的气泡行为

利用摄相法研究了二维气－液—固三相流化床中气泡的大小及上升速度，分析了操作条件的变化对气泡行为的影响，提出了气泡直径及气泡上升速度的经验关联式．     

气固流化床中气泡分布的实验研究

用摄像法研究了二维气固流化床的气泡行为，特别是气泡密度的分布规律。开发了针对摄像法研究气泡的数据处理方法，分析比较了布风板、颗粒直径、流化速度、床层高度对气泡分布密度的影响，并与模型计算结果进行了对比，得到气泡分布密度的变化规律。结果表明，气泡分布密度沿床高是不均匀的，存在气泡聚集现象；同一种颗粒在固定床高位置，气泡分布密度随流化速度的变化很小，基本保持稳定。     

粒径对气固流化床操作特性的影响

分析比较了常温和高温条件下颗粒粒径对气固流化床中最大稳定气泡尺寸的影响规律，从而得到不同温度水平下一定颗粒粒径的流化床可能出现腾涌现象的床层高径比范围，为流化床反应器选择合理的颗粒粒径提供了一定的理论依据。     

粒径对气固流化床操作特性的影响

分析比较了常温和高温条件下颗粒粒径对气回流化床中最大稳定气泡尺寸的影响规律，从而得到不同温度水平下一定颗粒粒径的流化床可能出现腾涌现象的床层高径比范围，为流化床反应器选择合理的颗粒粒径提供了一定的理论依据．     

黏性与非黏性颗粒在流化床中的气泡行为模拟

运用离散单元法对黏性与非黏性D类颗粒在气-固流化床中的气泡行为进行研究,分析了气泡在流化床内的产生、长大过程以及黏性力对气泡产生的影响.结果表明:流化速度将影响气泡的产生,而黏性力的作用将推迟气泡的产生;与非黏性颗粒相比,D类黏性颗粒在流化过程中所产生的气泡尺寸减小,上升速度变慢,气泡周围的压力增大、运动速度减小;另外,气泡周围的压力和颗粒运动速度对黏性力较为敏感.     

单个气泡在加压液-固流化床中上升速度的模型与计算

以考虑浮力、液相粘性阻力和颗粒相碰撞力的气泡受力平衡关系式为基础,发展并建立了加压液一固流化床中单个球形气泡上升速度的理论模型．针对不同的床内压力和颗粒相体积分数,计算了单个气泡在加压液一固流化床中的上升速度,并与实验测量数据进行了比较。     

多晶硅流化床反应器内气固两相流场与气泡尺寸分布的TFM-KTGF模拟

硅烷流化床法是生产太阳能级多晶硅的重要技术,流化床反应器床层内的气泡大小和分布特性是影响晶体硅纯度和致密度的关键因素。使用TFM-KTGF两相流模型,基于Ansys Fluent软件平台模拟计算了多晶硅流化床内气固两相流场。在200倍粒径的网格尺寸条件下,对直径0.5m的圆柱形流化床多晶硅反应器内等温流场进行了模拟,借助Matlab图像处理工具对气含率进行后处理,得到多晶硅流化床内气泡尺寸分布。比较了经典的Gidaspow曳力模型和文献报道的亚网格修正曳力模型(SGS)对气泡尺寸分布的影响。结果表明:由SGS模型得到的平均气泡尺寸沿床高变化规律与Mori-Wen经验公式较吻合,最大偏差是12.6%,小于Gidaspow模型的21.4%;使用不同的曳力模型对气泡分布特性有较大影响。这些结果为进一步开展多晶硅反应器的热态模拟研究提供了基础。     

流化床内水平埋管的流体动力学特征和传热

采用自制的光偶测试元件对宽筛分粒子流化床中三种不同管径的水平埋管进行了实验研究，定性分析了气泡附壁时间分率、乳化团贴壁时间等运动参数沿管周的变化规律，在此基础上讨论了埋管与流化床之间的传热机制。     

用光纤探头测定流化床中气泡的特性

使用以光导纤维联机的光纤探头在线检测系统,同时测得鼓泡气固流化床反应器内的气泡刺穿长度、气泡直径、气泡上升速度、气泡频率、气泡分率及气泡内固体含量等参数。并由此关联出粗颗粒系统的新的气泡直径关联式。     

工业湍动流化床反应器内流体力学行为的模型化研究

在前人关于自由鼓泡流化床中气泡特征计算的基础上,考虑内构件对流化行为影响,提出了“等效柱”的概念。结合过程模拟及最优化思路,修正了前人得到的计算公式,提出了可用于具有内构件工业湍动流化床的气泡尺寸和床层高度计算公式,研究表明该模型是适宜的。     

气固流化床系统非线性机理研究进展

从近年来气固流化床两相流动的研究成果出发,总结了流化床非线性机理研究的方向.混沌理论研究表明流化床系统是确定型的混沌系统,而耗散结构理论的结果认为流化床系统属于非平衡热力学系统.对流化床系统的随机力分析将随机理论的方法运用到流化床流动机理和气泡分布研究中,有助于揭示流化床内部非线性机理和特性.     

气固流化床中气泡分布的实验研究

用摄像法研究了二维气固流化床的气泡行为,特别是气泡密度的分布规律.开发了针对摄像法研究气泡的数据处理方法,分析比较了布风板、颗粒直径、流化速度、床层高度对气泡分布密度的影响,并与模型计算结果进行了对比,得到气泡分布密度的变化规律.结果表明,气泡分布密度沿床高是不均匀的,存在气泡聚集现象;同一种颗粒在固定床高位置,气泡分布密度随流化速度的变化很小,基本保持稳定.     

基于耗散结构理论的鼓泡流化床过渡态分析

把鼓泡流化床看成是一个与环境有能质交换和能量耗散的热力学系统，用非平衡态热力学和耗散结构理论研究了流化床由均匀到不均匀流化状态的过渡。根据流化床的质量、动量、能量方程和Ｇｉｂｂｓ公式得出了系统的熵平衡方程和熵产生方程，基于Ｐｒｉｇｏｇｉｎｅ的耗散结构理论建立了鼓泡流化床的过渡态判据，提出了临界鼓泡速度计算方法。应用该判据对流化床中产生气泡的几个主要影响因素进行了分析，临界鼓泡速度与临界流化速度之比与颗粒直径的立方和气－固密度差成反比，与流体粘度的平方成正比，计算表明理论结果与有关文献的实验值吻合较好     

工业聚乙烯流化床的气固流动特性数值模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的数值模拟方法,对工业级聚乙烯流化床内的气固流动特性进行了冷态模拟,并利用Matlab的图像处理功能将图像的像素点与模拟网格进行对应来计算流化床内的气泡大小。从流化床流动结构、颗粒、气泡3个角度,研究了不同气速、不同初始物料量对工业级聚乙烯流化床的气固流动特性的影响。结果表明：从颗粒的轴径向分布情况可以看出,工业流化床内部的边壁效应明显较弱,密相区整体呈现较为均匀的颗粒分布;气速对于流化床气固流动的影响较大,当气速为0.46 m/s时,流化床内密相区的颗粒分布最为均匀,整体的流动较好;初始床层高度主要影响流化后密相区的高度,对于床层膨胀率的影响较小。     

大颗粒流化床传热数值模拟与气固传热模型比较

采用欧拉-欧拉模型对GeldartD类颗粒气固流化床的非定常传热过程进行了模拟,比较了包括Gunn模型在内的6种不同的气固传热系数模型.通过模拟二维流化床发现,基于6种气固传热模型得出的平均壁面传热系数与文献的实验关联式相差不大,但是6种模型给出的局部气固传热系数呈现较大的差别,其原因在于不同模型中的两个主要影响参数颗粒雷诺数和床层空隙率的贡献不同.比较了6种气固传热模型之后,采用Gunn模型对D类颗粒的流化床进行了模拟和分析,结果表明:尽管存在较大的气泡和一定程度的腾涌,D类颗粒流化床可以实现稳定的流化.从流化床内的温度分布的演化来看,D类颗粒流化床的传热均匀性不存在问题,较大的颗粒直径和较大的气泡并未造成传热问题.     

光导纤维测定 FCC 湍动流化床中的气泡特性

在一内径１９０ｍｍ，高５５００ｍｍ流化床实验装置内，以ＦＣＣ催化剂为流化介质，空气为流化气体，采用直射式光导纤维探头于湍流流化区，测定了床中气泡的大小、上升速度及分率等参数，并对实验结果进行了关联。     

流化床内浸入水平管束之间距对气泡特性的影响

介绍在不同的运行工况下,利用特制的光偶探头测得流化床内浸入水平骨束之管间距和管径的变化对气泡特性的影响,实验中所用粒子为空心刚玉球(Al_2O_3)。管束采用叉排的方式,间距分别为40,64,80,120(mm);管径分别为32,51,60(mm)。利用本实验回归出的粒子贴壁时间和气泡贴壁时间分率的经验关联式的计算值与实验值进行比较得出,该经验关联式较准确地描述了气泡的分布特性,用之解释了流化床内水平埋管管束换热糸数随间距变化的规律。