变径液固流化床单个颗粒运动模拟

变径液固流化床内单个颗粒运动过程的研究对整个流场分析具有重要的作用.通过Fluent-EDEM耦合计算,对变径液固流化床内单个颗粒运动行为进行了数值模拟.结果表明:不同密度颗粒进入分选区后,分别具有不同的运动轨迹,能够实现按密度分离,模拟分选效果较好;不同密度颗粒轴向速度表现为先是在短时间内迅速增加,达到一定速度后,开始逐渐减小趋势;将模拟所得单个颗粒轨迹与轴向速度值分别与高速动态拍摄所得值比较,吻合较好.     

软包装塑料振动分选机筛面运动参数优化

根据软包装塑料振动分选机的运动情况,得出物料在筛面上的相对运动方程.通过建立优化参数的数学模型,对同一筛面上不同密度的相似物料进行分选参数优化,得出使物料成功分选的最佳参数.     

水介质流化床粗煤泥分选数值模拟

为分析水介质流化床分选过程粗煤泥的运动规律,在分选实验的基础上,采用Fluent软件,选择层流计算模型和离散相多相流模型,分别对密度为1.27、1.67 g/cm^3且粒度为0.25-1 mm的粗煤泥水介质流化床粗煤泥分选过程进行数值模拟。结果表明：水介质流化床对低密度物料分选不完全,而对高密度物料可以完全分选;粗煤泥混合物分选所得精煤产率为45%,与实验所得精煤产率的绝对误差为1.37%。该结果为进一步研究水介质流化床的分选性能提供了参考。     

废催化剂气流加速度分选CFD-DEM模拟

基于气流加速度分选理论,运用CFD-DEM耦合的手段,通过标准k-ε模型、Eulerian多相流模型对沸腾床外排废催化剂分选进行模拟,得到分选柱中催化剂分离状态及流场变化,探究分选机理和颗粒运动特性。研究发现,分选柱流场和颗粒运动均呈现周期性变化,活性100%和50%的催化剂经过约9个周期运动后可实现分离。沸腾床外排废催化剂分选实验的结果表明,分离效率随气速的增加呈现先增后减的规律,催化剂活性差越大,其最佳分选效率越高,最高可达89.0%,模拟物料的分选效率达80.1%。实验值和模拟值吻合,证实了气流加速度分选实现催化剂活性分级的可行性。     

床面倾角对高频气力分选机分选金属影响

为研究床面倾角对分选废旧电路板中金属分布规律和金属回收率的影响,采用自制高频气力分选机分选0.75~0.125 mm废旧电路板粉末,通过ICP-AES测定分选产品.结果表明:当床面倾角在操作范围内变化时,铜的分布规律最明显,最高富集比为5.88;密度比铜密度大和与铜密度相近的金属如铅、锌、锡等富集效果明显,分布规律与铜相似;密度比铜密度小很多的金属如铝、镁等富集效果不明显,错配率较高.金属的回收率变化趋势与铜的回收率的变化趋势高度吻合;铅、锌、锡这三种高密度金属的回收率较高,最高回收率都在90%以上;但低密度金属(铝、镁)的回收率很低,物料损失较多,所以若要分离富集该类金属,须对分选后的物料进行二次分选并注意分选过程中物料的损失.     

旋流高梯度磁选机的原理及分选性能预测

介绍旋流高梯度磁选机的基本结构,使用Fluent有限体积和ANSYS有限元分析软件分别对设备的流体力场、磁力场进行仿真分析,并对磁性和非磁颗粒的受力进行计算,预测该设备对某黑钨矿的分选效果。该磁选机磁系为电磁磁系,在有利于物料分散的离心力场中进行高梯度磁选是设备的主要特征。分选指标的预测结果表明:当原矿WO3品位为0.4%时,在低离心场强下,一次分选可得到品位大于20%,回收率大于50%的钨精矿;在高离心场强下,一次分选可得到回收率大于95%,品位大于1%的钨精矿。     

双密度层流化床形成机理

对一种可用于三产品分选的双密度层流化床的形成机理进行了实验和理论研究，分析了流化床中的颗粒受力，论证了锥形段的强化分离功能．研究结果表明，特殊的床型设计强化了二元粒子的分离，适宜的流化气速可使各分选带内的床层密度相对均匀，二者结合可形成能满足选煤工艺要求的双密度层流化床．     

双密度层流化床的形成特性

双密度层流化床可在一个分选槽中同时形成两个不同分选密度的分选区,一台分选机可同时产出３种不同灰分含量的煤炭产品．作者对二元加重质的流化特性进行了实验研究,在此基础上设计了具有锥形过渡段的特殊流化床床型,形成了可用于三产品分选的双密度层流化床,有效地简化了空气重介流化床干法选煤工艺流程．     

重质大颗粒在非均匀布风流化床内停留时间

用电容层析成像(ECT)示踪法研究了单个球形重质大颗粒在流化床密相区的停留时间分布特性及随流化风速变化时运动状态的演化过程。通过对实验结果的概率统计分析和对大颗粒受力特征的分析,揭示了大颗粒在床内运动行为的统计规律性和随机性。研究发现:大颗粒在床内的平均停留时间随流化风速的降低先缓慢增大,当流化风速低于某一临界值后,停留时间急剧增大,并过渡到以一定的概率到达布风板低侧,直至最终滞留在床中间;大颗粒密度越大,演变过程对应的流化风速越大。由于周围两相流压力场、速度场随时间的随机脉动性,大颗粒在床内的停留时间分布很宽。     

液固流化床粗煤泥分选机理与应用研究

粗煤泥分选问题成为影响精煤产率提高的主要瓶颈.液固流化床分选机的分选原理能够吻合粗煤泥本身的粒度范围窄、需要低密度分选的特点,是一种结构简单、分选效果较好的新技术.本文分析了我国粗煤泥分选的现状及存在的问题,指出TBS干扰床分选机处理粗煤泥的优势.阐述了颗粒特性、流体性质等对分选效果的影响,提出了在试验过程中加大对上升...     

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。     

固体颗粒在竖直向上管内流场中的运动规律

对单个颗粒在竖直向上管内层流、紊流中及在液体发生相变时的运动规律进行了较为系统全面的分析,建立了计算方程。研究结果表明,颗粒在随流体轴向运动的同时还存在向管中心方向的径向迁移。固体颗粒到达管中心后会随流体一直向上运动。在近壁面处存在一个流化死区,流化死区的大小与流体流态、固体颗粒的大小和密度有关。固体颗粒尺寸及密度愈大,流速愈小,则流化死区愈大。液体相变对颗粒的运动也产生重要的影响。当热流密度不是很大,液体流量较小且在起始截面处的液相为单相饱和液体时,管内相变会对固体颗粒的运动规律产生明显的影响;而当液体流量较大且为紊流流动时,这一影响较弱     

回转窑内二元颗粒物料的径向混合

研究了颗粒尺寸差异和密度差异对二元物料在回转窑内混合的影响. 采用离散单元法建立颗粒物料的运动模型,模拟滚落运动模式下二元物料在回转窑内的径向混合过程;通过颗粒接触数定义混合程度评价指数,结合Hong的渗流与凝聚竞争理论分析颗粒体积比σ和密度比η对二元物料混合程度的影响. 结果表明:增大体积比σ会增强渗流作用,增大密度比η会增强凝聚作用,无论渗流或凝聚占据主导作用,均会导致物料在混合过程中产生径向分离,使混合程度降低;对σ与η进行配置后,可以使渗流与凝聚两种机理彼此平衡,达到物料混合均匀的目的;物料的渗流-凝聚平衡曲线中,σ与η呈幂函数关系.     

重介质旋流器分选机理研究

物料分选过程 ,是整个体系能量降低的过程 ,从这一原理出发 ,不同性质的固体颗粒在重介质旋流器中将位于不同的位置 ,使不同性质的固体颗粒得以分离。固体颗粒在重介质旋流器中的运动轨迹大体呈圆锥螺旋线形状 ,实测出的密度线验证了该结论     

跳汰分层过程数学建模

深入分析了跳汰过程中颗粒运动的特征，应用马尔可夫链理论建立了跳汰分层过程的数学模型，并在实验室Ｕ型跳汰机上进行了实验验证。计算结果揭示了跳汰床层中物料分层的形成过程，很好地解释了当中等密度物料多时分选效果变坏的原因。     

跳汰分层过程教学建模

深入分析了跳汰过程中颗粒运动的特征，应用马尔可夫链理论建立了跳汰分层过程的数学模型，并在实验室U型跳汰机上进行了实验验证，计算结果揭示了跳汰床层中物料分层的形成过程，很好地解释了当中等密度物料多时分选效果变坏的原因。     

大差异双分散循环流化床多场耦合数值模拟

为探讨颗粒双分散效应对气固流化体系综合性能的影响,对大差异双分散循环流化床进行了多场耦合数值模拟。采用欧拉双流体模型和能量最小多尺度原理(EMMS)介尺度曳力模型,对Geldart A类与B类颗粒组成的气固体系流动特性进行模拟研究;引入丙烷脱氢(PDH)反应动力学模型,对体系的传热和反应性能进行了相应探究;基于两类颗粒在循环流化床内的快速传热与分离,进一步提出流化催化裂化(FCC)与丙烷脱氢工艺耦合思路,初步论证了其可行性。数值模拟结果显示:因大差异双分散特性影响,两颗粒相在流化稳定时体现为分离态,存在稳定的分离层,B类颗粒处于鼓泡流化状态,A类颗粒处于湍动流化状态;丙烷入口温度为30℃、入口速度为0.1 m·s^-1、催化剂初始床层温度及循环温度为700℃时,该耦合工艺可将催化剂温度降低至669℃,也可进一步实现丙烷到丙烯的良好转化,转化率可达95%以上。研究表明了该耦合工艺的可行性,可在优化提升管内反应条件的同时,进一步获得更高附加值的轻烃油气产品。该研究可为深入理解气固体系内颗粒双分散效应的影响提供一定参考,所提耦合工艺可为FCC工艺优化提供新思路。     

模拟气固流化系统的数值方法

针对气固两相流动的基本特征,采用流体连续、颗粒离散的处理方法,把受流体作用的颗粒运动过程分解为受颗粒冲力支配的碰撞运动及受流体曳力控制的悬浮运动,从而建立了模拟气固流化系统的数值方法．该方法能够真实地模拟气固流化床中的基本流动结构 鼓泡形成、多气泡行为、节涌现象及团聚物的动态变化．研究结果表明：与模拟气固流化系统已有的数值方法相比,本文的数值方法具有模拟真实、通用性强的优点．     

激振力对高频气力分选机分选金属影响

为研究激振力对分选废旧电路板中金属分布规律和金属回收率的影响,采用自制高频气力分选机分选0.75~0.125 mm废旧电路板粉末,通过ICP-AES测定分选产品.结果表明:当激振力在操作范围内变化时,铜的分布规律明显,最高富集比为7;密度比铜密度大和与铜密度相近的金属如铅、锌等富集效果明显,分布规律与铜的分布规律相似;密度比铜密度小很多的金属如铝、镁等富集效果不明显,错配率较高.高密度金属(铅、锌、锡)的回收率都比较高,最高回收率都在88%以上;但低密度金属(铝、镁)的回收率很低,最高仅为31.72%和32.37%,所以若要分离富集该类金属,须对分选后的物料进行二次分选.     

干扰床分选机数学模型初探

目前国外已有多个能够描述干扰床分选机分选过程的数学模型,但国内此项研究尚为空白。本文分别用Galvin模型公式、Das模型公式以及阿连公式计算颗粒自由沉降速度,对35个窄粒度级密度级颗粒进行自由沉降速度实验测得其自由沉降速度,以评估数学模型计算精度。通过对比发现:Galvin模型预测结果与实验数据平均偏差为0.024364,与实验数据最接近,因此,建议在数学模型的进一步研究中使用Galvin模型公式计算颗粒自由沉降速度。