一、增压导向式喷动流化床固体颗粒循环速率的关联(论文文献综述)
董瑞庭[1](2021)在《气流—喷动床中热管辅助传热的干燥研究》文中进行了进一步梳理我国油页岩储量丰富,油页岩作为石油替代能源物质在未来具有较大的应用潜力,对油页岩的高效开发利用具有重大战略意义。由于油页岩含水率较大,不利于对其规模化开发利用,所以对油页岩脱水预处理成为当前关注的焦点。本文在传统气流-喷动床组合干燥的基础上提出将热管结构加入到设备中,开发了气流-喷动床热管辅助传热干燥设备。借助喷动气体和热管结构的联合作用,实现对喷动床环隙区物料流动与干燥的强化。本文从实验和模拟两个方面对热管辅助的气流-喷动床内部的流体动力学特性和干燥特性进行了研究。流体动力学特性实验结果表明,热管辅助的气流-喷动床相比传统气流-喷动床压降减小。热管辅助对于低床层影响较大,多热管条件下不能够形成传统喷动床稳定规律。增加热管数量使最大喷动压降和最小喷动速度减小。加入12根及以下热管时压降突变均表现为压降二次变大,但变大幅度逐渐减弱,且压降突变的转变气速值在逐渐增大。当热管数量大于12根时,压降突变转变为二次减小,喷动变得较不稳定。热管数量为12时的床层压降较小且稳定,有利于喷动床操作。床层较低时无压降突变,气速较大时压降逐渐减小。不同床层下小粒径颗粒未出现明显的压降二次突变。不同进气方式下最大喷动压降相差280Pa。间歇比连续进料时最大喷动压降增大17.6%,表观气速0.88m/s是两种进料方式下的流型变化点。数值模拟流体动力学特性结果表明,热管影响了颗粒在流场中的循环现象,喷泉区颗粒进入环隙区时颗粒速度较大。热管壁面条件对于流场有较大影响,壁面滑移系数的增加使喷射区直径增大,环隙区颗粒速度变化明显。颗粒间弹性恢复系数对床内固相的垂直分布有显着影响,颗粒拟温度随恢复系数的增大而增加。颗粒与壁面碰撞恢复系数对于环隙区颗粒速度有显着影响,随着恢复系数的增大,颗粒拟温度在增大。干燥特性实验结果表明,热管辅助提高了油页岩脱水效率。12根热管比无热管干燥时间缩短约14.29%,水分脱除率提升约4.25%。床层高度、气体温度、颗粒粒径对油页岩干燥的影响较大,而气体速度和初始含湿量的影响相对较小。在连续跨域循环操作下,装置无热管条件干燥所有物料需要约90分钟,相同条件下热管辅助干燥时间缩短约11.11%。
苏国良[2](2013)在《四氯化硅氢化中导向管喷动流化床的流体动力学研究》文中提出在改良西门子法制备多晶硅过程中会产生大量的副产物四氯化硅,而处理副产物的传统热氢化等方法转化率低、能耗较高,因此有待开发新型反应器来改善四氯化硅氢化过程。导向管喷动流化床是喷动床的一种改进形式,兼具流化床与喷动床的特点,具有气固接触充分、颗粒可内循环、可操作性强等优点,已成功应用于化工行业相关领域。国内外对其床内气固两相的流体动力学特性研究相对较少,因此本文通过冷态实验与数值模拟相结合的手段对其进行研究,旨在掌握影响其气固两相流动特性及规律,为日后工业应用提供设计和放大的依据。本文在有机玻璃制成的内径为182mm的导向管喷动流化床中进行了冷态流体力学实验,对气固流动结构进行了区分和定义,描述了不同流动结构的主要特征;通过改变喷动和流化气速,依据床层压降及压降标准方差,绘制了气固流动结构相图,总结了流型转变的规律;此外还考察了床体结构参数对流动相图的影响。实验还系统研究了流化气速、静止床高、导向管内径和安装高度等参数对床层压降、最大喷动压降、最小喷动流化速度和颗粒循环量的影响,并回归得到了最大喷动压降的经验关联式和最小喷动流化速度的经验关联式。此外,本文还对影响颗粒循环量的因素进行了总结,研究表明夹带能力控制和卷吸能力控制是影响颗粒循环量的两个主要因素。本文还利用Ergun公式计算环形区未流化时的喷动气旁路分率,通过床层压降与气速的关系证明这种计算方法可行。探讨了流化气速、静止床高、导向管内径和安装高度等参数对喷动气旁路分率的影响,结果表明喷动气体旁路不但受相关参数的影响,还与射流范围、气体混合特性等因素相关,且各因素相互影响、相互制约。对导向管喷动流化床的旁路特性机理有待更进一步的研究。在颗粒动力学理论基础上采用双欧拉模型通过Fluent软件建立了与冷态实验条件一致的导向管喷动流化床气固两相流的数理模型。考察了相关参数对模拟结果的影响,结果表明压降与实验值吻合,流场外观也与实验结果一致。所建立的模型具有一定的准确性和可靠性,可以成为预测实验结果的有效途径。
李明[3](2013)在《导向管喷动流化床中硅粉的流动特性研究》文中进行了进一步梳理为寻找新型的冷氢化流化床反应器,以冶金级硅粉为原料,在内径为182mm的导向管喷动流化床中进行了流体力学实验。通过改变喷动气速和流化气速,测定喷动区压降和压降标准方差,结合近距离观察,对导向管喷动流化床的喷动区和环形区分别划分了不同的流动形态。结果表明喷动区具有喷动床性质,环形区则趋近于流化床。实验中系统研究了导向管安装高度、导向管内径、静止床高和流化气速对最小喷动速度和气体旁路分率的影响,结果表明降低导向管安装高度、引入流化气速、增加静止床高和增大导向管内径能有效的降低最小喷动气速与喷动气体旁路分率。此外,结合前人研究得到了最小喷动速度的关联式。实验中还考察了导向管安装高度、导向管内径、静止床高、流化气速和喷动气速对颗粒循环量的影响,结合颗粒循环量的夹带与卷席控制理论分析了以上参数引起颗粒循环量变化的原因。采用Fluent软件并运用基于颗粒动力学理论的双欧拉气固多相流模型,建立了与实验条件一致的导向管喷动流化床内气固多相流动的数学模型,结果表明软件模拟与实验结果整体趋势一致,可以成为预测实验结果的有效途径。
熊建新[4](2012)在《有机固体废弃物等离子体喷动—流化床热解初步研究》文中提出我国有机固体废弃物数量巨大,种类繁多,然而,可回收利用的有机固体废弃物品种及数量却有限。目前,我国有机固体废弃物处理方式大部分仍采用填埋法,垃圾填埋处理占地面积大,且容易造成水土污染、资源浪费及影响美观。有机固体废弃物等离子体热解处理可实现垃圾减容化、资源化、无害化,是有机固体废弃物处理技术的发展趋势。目前,等离子体热解技术的发展还处于起步阶段,还需对等离子体发生器功率调节及热解反应器结构进行一定的优化,来提高等离子体的热能利用效率。本课题将等离子体热解气化技术、喷动-流化床反应装置相结合,分别从常温和热态两个方面进行实验,除了通过改变装置的操作条件来进行对比分析外,同时,与管式炉热解实验及相关等离子体热解文献中热解参数等进行对比分析,来对本装置及等离子体热解技术进行初步的研究。经过常温实验,论文整理出本装置的最小喷动速度关联式,并得出,在相同床高及喷动气体量情况下,与单水平辅助气体相比,采用中心辅助气体比水平辅助气体可获得更小的最下喷动流化速度。在热态实验中,在反应器内放入石英砂,来提高装置内传热效果,经过测量,装置内的石英砂可加热至900℃,完全达到了物料热解温度。另外,本课题对等离子体喷动-流化床的工作温度、颗粒循环速率、加热速率等进行了计算。加入水平辅助气体的稻壳等离子体热解的气体产物热值及气体转化率分别为20.6MJ/Nm3和76.7%,大于未加入水平辅助气体的稻壳等离子体热解的14.71MJ/Nm3和44.1%,水平辅助气体的可以使喷动床内物料实现水平流化与循环,减少反应器锥体部位循环死区,很大的提高传热效果。当水平辅助气体为水蒸气进行稻壳等离子体气化反应时,其气体转化率达到82%,高于无水蒸气加入的稻壳等离子体热解反应相应数值。通过实验得出,稻壳的喷动-流化床等离子体热解的产物的气体转化率及产气热值都远大于同温下管式炉热解实验,气体产物经过水洗并没有焦油的产生。最后,论文对实验进行系统能量平衡计算,得出加入水平气化剂(水蒸气)的等离子气化反应的能量利用率达46%,高于无水蒸气加入的稻壳等离子体热解的能量利用率的38%。
武小芳[5](2010)在《灰熔聚流化床气化炉内气固混合特性的研究》文中提出灰熔聚流化床气化炉内的气固混合特性不仅反映了床内气体和固体颗粒的轴向、径向运动及传递特性,而且也是认识床内传热、传质机理的关键,对于提高灰熔聚流化床气化炉效率,提高碳转化率有着重要意义。然而迄今为止,人们对床内的气固混合特性还缺乏较为系统的研究,导致其在大型工业化应用上仍然存在很多制约。本文基于欧拉双流体模型,结合颗粒动力学理论,利用商用CFD软件FLUENT对某公司现运行的灰熔聚流化床气化炉内的气固混合特性进行了数值模拟。论文模拟了气化炉内颗粒粒径为2mm,静止床层高度分别为4.5m、3.6m、2.7m以及颗粒粒径为1mm,静止床层高度为3.6m的气固混合特性。主要以图解的方式展示了不同喷动气速、流化气速下炉内的颗粒体积浓度分布以及某些典型工况下的流场分布、压力分布。模拟得出了不同喷动气速、流化气速配比下炉内呈现的喷动、内部射流、鼓泡射流流化、腾涌射流流化以及柱塞流的流动结构。结果表明,在前三种流动结构下,炉内颗粒沿中心轴线向上运动且随上行高度的增加速度逐渐减小,在边壁附近向下运动且随下行深度的增加速度逐渐增加的内循环现象是颗粒混合的机制。其中,喷动结构下,气化剂在床内的停留时间较短;内部射流结构下,周边环形区颗粒体积浓度较高;鼓泡射流流化结构存在中心射流区、周边环形区,且周边环形区的气固混合相对较均匀,能使携带热量的煤颗粒横向和纵向的混合加强、运动加速并与环形区进行质量和能量交换,有利于气固反应的充分进行,提高煤气化的质量和效率。本文通过对不同喷动气速、流化气速下的模拟计算结果进行相互比较和分析,归纳总结出这两个参数的改变对炉内颗粒混合特性的影响:随着喷动气速的增加,炉内气固流动结构由内部射流向喷动或腾涌射流流化转变,床内压降减小,在减小过程中存在拐点;随着流化气速的增加,炉内气固流动结构由喷动经历了鼓泡射流流化逐渐向流化或腾涌射流流化转变,床内压降增加,但增加幅度越来越小。两者的增加均能提高颗粒轴向、径向速度,使床内平均空隙率增加。在以上结论的基础上找到不同静止床层高度、不同颗粒粒径情况下适合某公司灰熔聚气化炉冷态运行的最佳速度参数配比:颗粒粒径为2mm、流化气速分别为10m/s、15m/s、20m/s,静止床层高度为4.5m时,对应的最佳喷动气速分别为30m/s、30m/s、35m/s左右;静止床层高度为3.6m时,对应的最佳喷动气速分别为25m/s.30m/s、30m/s左右;静止床层高度为2.7m时,对应的最佳喷动气速分别为20m/s、25m/s、25m/s左右。结果表明:一定的流化气速,存在一定的最佳喷动气速,使炉内呈现鼓泡射流流化结构,这一结论不会随静止床层高度的变化而改变,但相应的最佳喷动气速随静止床层高度的降低而减小,气固混合质量随静止床层高度的降低而提高。当颗粒粒径为1mm,静止床层高度为3.6m,流化气速为10m/s时,最佳喷动气速为20m/s左右;当流化气速增加到15m/s时,随喷动气速的增大,床内的流动结构由流化床向腾涌射流流化转变,不存在适合灰熔聚流化床气化炉的鼓泡射流流化结构。但由于颗粒粒径较小,床内的流化效果较好,与大颗粒在一定气速配比下呈现的流化床的流化效果相比,气固混合更加均匀。以上结论可为预测实际装置性能,合理控制灰熔聚流化床气化炉的冷态运行参数,减小运行损失和指导灰熔聚流化床气化炉的热态运行提供参考。
龚希武[6](2008)在《新型多喷口环形喷动床的实验研究与数值模拟》文中进行了进一步梳理作为流态化技术的一个分支,喷动床技术的应用领域已从最初主要用于粗大颗粒的干燥过程,逐渐扩展到用于粘性强或粗块状颗粒的表面涂层、涂料、悬浮液以及干燥、粉碎、造粒、煤燃烧和气化、热解、石油热裂化等工艺。正是由于该技术应用范围的不断推广及其研究的逐渐深入,许多的研究者对传统的柱锥型喷动床进行了改造,提出了各种各样的改进型喷动床,适应了各种应用场合的需要。本文通过对喷动床技术的机理研究,将喷动床技术与煤的综合利用技术结合起来,设计建造了一种新型的喷动床-多喷口环形喷动床。并采用实验研究与数值模拟相结合的方法,系统地研究了该新型喷动床体内的气体和颗粒流动特性。采用可视化观测、床内压力波动信号分析等实验研究手段开展了对床体喷动行为的研究,为合理实施工业应用提供依据。基于对颗粒相的“拟流体化”,采用双流体模型,模拟了床内的气-固速度场、压力场等,通过特征信息的量化分析了床体喷动机理与过程。本课题研究内容主要包括:新型多喷口环形喷动床体的进料装置的设计与研究;床体内喷动过程的流体动力学特性;喷动床体内喷动过程的流型与转变;不同运行条件下,床层内压力波动变化特征;由于多喷口的存在所导致的喷口间的相关性研究;建立该新型床体内的气相和颗粒相的流动平衡方程,进行数值模拟研究。在新型多喷口环形喷动床体结构中,为保证实验物料在整个喷动床体环向的喷口位置处较为均匀地播撒,设计中引入旋转锥体作为喷动床体的给料装置。作为实验物料气化的预处理阶段,实验物料在旋转锥体内可以进行气化的前处理,提高气化效率。针对颗粒在旋转锥体内停留时间短、存在静止滞留区的问题,在锥体设计上作了一些改进。锥体增设竖立环壁以增加颗粒的停留时间,而搅拌器的设立会使锥体内的所有颗粒都处于动态滑移混合区,从而使得颗粒得到较好的混合与输运。实验研究结果显示:在设立竖立环壁及搅拌器的条件下,锥体内动态存料量和停留时间与锥体旋转速率以及溢流口面积成反比,但动态存料量与输送给料速率成正比,颗粒在锥体内的停留时间与输送给料速率成反比。在三维喷动床中,研究了干物料状态下该新型喷动床的流体动力学特性。实验结果表明:床内物料的喷动与流化存在分区现象,随着喷嘴尺寸或颗粒粒径的增加,最大可喷动床层高度相应地减小。通过实验手段,分析了静止床层高度、喷嘴尺寸、颗粒粒径等因素对最小喷动速度和最大床层喷动压降的影响,推导了最小喷动速度和最大床层喷动压降的实验关联式,实验关联式的计算值与实验值具有较好的吻合性。采用CCD可视化实验手段详细分析了床内喷动过程的发展情况,区分了床体不同的流动形态及相应的流型转变特征。三种明显、稳定的流动形态可以得到确认,它们是内部射流,射流喷动,完全喷动。此外,还观察到两种过渡的流型,即单口内部射流和单口射流喷动。当床内静止床高大于最大可喷动床高时,一种不稳定的流型-鼓泡与腾涌也能被观察到。最后,绘制出了床内流型的变迁图和床内沿床高方向的压力变化图。通过统计和频率分析手段对床体内不同运行条件(喷动气速、静止床高和测点位置高度)下的压力波动信号进行了研究。随着喷动气速的不断增加,整个床层的压降表现出与传统喷动床类似的特征。起初,整个床层压降随着喷动气速的增加而不断增加,当喷动气穿透床层形成喷动后,床内整个床层的压降突然下降到一个低值,之后,即使喷动气速再进一步增大,但整个床层压降的平均值基本保持一个常数,床层压降围绕着这个平均值上下波动。在各个测试点位置,压力波动的标准差总是随着Us/Ums的增加而增大,随着测点位置高度的增加而减小。根据对压力波动信号直接FFT变换所做出的功率谱图的分析,确定了床内的三个压力信号波动源,即喷射气流在床内运动的影响、由于不同喷口间的扰动引起的喷射气流的高频脉动和床层颗粒互相的碰撞、扰动。随着喷动气速、测点位置高度、静止床层高度的增加,压力波动信号的主频趋于减少。引入偏相关系数和聚类分析,考察了各喷口之间的压力波动相关性和压力信号相似性。各喷口间的相关性都表现为弱相关。这说明,多喷口环形喷动床能较好地保证各送风喷口的均衡与稳定,各个喷口喷动区域的相互干扰较小,能够满足工程操作的要求。利用神经网络,建立了各个喷口相互间的相关系数模型,通过与实验结果比对,模型具有较好的吻合性。此外,聚类分析结果也对喷口进行了相似度划分,根据要求分组数的不同可以将所有喷口根据相似性并成不同的组别。通过聚类分析,可以对喷口的差异性进行定性区分,并可以做出必要的设计改进,保证各喷口实验数据的相近性,减少床体内不均衡现象的发生。结合颗粒动力学理论,文章最后采用FLUENT软件对喷动床内气固两相流动进行了冷态数值模拟。模拟结果全面完整地揭示了床内喷动气流的形成、发展、直至喷动气流穿透床层产生喷动的一系列发展过程。并将模拟结果和实验图片进行了对照,无论对于最小喷动速度,或是对于最大喷动床层压降,实验值与模拟值的相对误差都不超过10%。这表明模拟所得的结果与实验数据有较好的吻合性。随着喷动气速的增大,床内中心喷动区内颗粒的体积浓度不断减小,在中心喷动区,颗粒运动的速度值明显增大。但在两侧密相区,气体的速度反而随着喷动气速的增加有所下降。静止床层高度大的床体,床料对喷动气流的反作用力也越大,导致喷动气流向密相区扩散的量越多。此时,对比低静止床层高度的床体,高静止床层高度的床体在中心喷射区域的气体射流速率更小,中心喷射区两边的密相区域内的气体流动速率更大。
乔晓晖[7](2007)在《油菜秸秆快速热解的冷态实验》文中研究表明生物质能是一种可再生、资源丰富且相对环保的能源,农作物秸秆是生物质能资源最重要的来源之一。据调查,目前我国秸秆利用率约为33%,经过技术处理后利用的仅约占2.6%。秸秆就地焚烧不仅造成大量资源和能源浪费,环境污染也不容忽视。开展秸秆的能源高效转化利用技术研究和能源产品开发成为亟待解决的农业、能源和环境问题,其中快速热解液化作为一项资源高效利用的新技术工艺日益受到重视,成为研究热点之一。论文设计并建立了一套导向喷动流化床冷态实验装置,以固体循环速率、中心喷泉高度、床层压降为评价指标,研究并优化得到最佳床体结构:导向管长度为0.45m,内径为0.045m,安装高度为0.060m。研究并探讨了操作条件(喷动气和流化气气速)和物料参数(静止床层高度和混合物质量比)对油菜秸秆颗粒在床内的气固流动特性(固体循环速率、中心喷泉高度、床层压降、最小喷动流化速度、操作相图)的影响,结果表明,总重量为500g,比例为1:4的油菜秸秆颗粒(粒径为0.85~0.43mm)与石英砂(粒径为0.38~0.25mm)组成的混合物在本实验装置内混合与流动效果较好,能实现良好的喷动流化。混合物固体循环速率随喷动气和流化气气速的增加而增加,随静止床层高度的增加先增加很快后趋缓,随混合物中秸秆颗粒比例的增加而减小。喷动气气速为0.25~0.28m·s-1时秸秆颗粒循环速率可达3g·s-1。中心喷泉高度随喷动气和流化气气速的增加而增加;在静止床层高度为0.092m之前,中心喷泉高度增加很快,在0.092m之后增加幅度趋缓;随混合物中油菜秸秆颗粒比例增加,中心喷泉高度减小。对不同情况下的中心喷泉高度进行了多元非线性回归拟合,得到关联式,计算值与实验值的平均相对偏差为3.17%,吻合较好。根据床层压降与表观气速(喷动气和流化气之和)的关系图,可得到最小喷动(流化)速度,流化气的引入可减小喷动气气速,利于喷动,但使最小喷动流化速度增大。最小喷动(流化)速度随静止床层高度和秸秆颗粒在混合物中比例的增加呈减小的趋势。对不同情况下的最小喷动流化速度进行了多元非线性回归拟合,得到关联式,计算值与实验值的平均相对偏差为8.73%,吻合很好。根据床层压降与表观气速的关系,以及观察双物系物料在床体内的流动状态,操作相图分为固定床、局部喷动流化床、喷动流化床和带出床四部分,喷动流化区域随静止床层高度的增加而减小,随油菜秸秆颗粒比例的增大而增大。通过对两种固体颗粒在喷动区、喷泉区、环形区和夹带区进行受力分析,建立了描述导向喷动流化床内油菜秸秆颗粒和石英砂流动特性的数学模型,初步探索出床内气固运动规律,为该类型反应器的热解试验研究和工程放大提供理论指导。
张鹏程[8](2007)在《新型喷动床干燥油菜籽技术的研究》文中进行了进一步梳理干燥器的发展方向是大型化和新型化。喷动床由于具有传递效率高、适用于热敏性物料、可用于多种单元操作的优点,引起了国内外学者的广泛关注。到目前为止,喷动床已经具有多种结构形式。但是传统的柱锥型喷动床用于粮食干燥器在大型化和提出新结构形式方面仍有许多问题值得研究。导向管喷动床是传统喷动床的发展,具有消除喷动区和环形区交互流、颗粒适应性提高、压降减小,最大床层高增加等优点。但在导向管喷动床放大过程中,受喷泉布洒区域的限制,柱体直径难放大。为解决此类问题,提出了旋转导向管喷动床和支管式旋转导向管喷动床的新型结构,以油菜籽为原料,研究其流体力学特性、干燥动力学性能和优化的干燥工艺。主要研究内容和结论如下。(1)设计制造了油菜籽旋转导向管喷动床干燥器。喷动床的内径为400mm,高为700mm,锥体部分锥角为60°,气体入口管内径为40mm,所用导向管的内径为40mm,机械驱动的导向管横梁的转速为16r/min。为揭示此床中的气固相运动规律,以油菜籽为试验物料,进行了流体力学性能试验。考察了风速(0~26m/s)和床层压降的关系、导喷距(40~80mm)和起喷压降的关系、导喷距对喷动量与表观风速关系的影响、导喷距对加料量与喷动量及压降关系的影响,得到了相应的关系曲线和规律。导喷距在45~75mm范围内变化时,起喷压降依次由1.5kPa变化到14.4kPa。风量在57~105m3(标态,后同)/h范围内,固体喷动量为5.21~10.3kg/min。(2)研究了新型旋转导向管喷动床油菜籽干燥的动力学过程。测定了新型喷动床中油菜籽干燥的粮温—时间和水分—时间两种干燥曲线,分别研究了风量、风温、导喷距、加料量等对干燥曲线的影响。研究表明:以上四个因素对干燥速率和粮温有显着影响。(3)在旋转导向管喷动床上进行油菜籽的恒温干燥试验。选取风量、加料量、风温和导喷距等因素,范围分别为51~88Nm3/h(101.3KPa,0℃)、10~30kz、80~110℃和45~80mm,以单位质量水分能耗为指标进行试验。根据单因素试验的结果,固定导喷距,按L9(34)正交试验方案进行优化试验。试验结果表明,优化工艺参数为空气流量58Nm3/h、热空气温度80℃、菜籽装量20kg。优化工艺下的能耗为3018.8kJ/kg水,只有风量对能耗有显着影响。用SPSS软件处理正交试验数据,得到干燥能耗与风温、风量及加料量间的回归方程为:E=0.956+5.807A+49.928B+24.577C(R2=0.731,F=4.525,P=0.069,α取0.1,A、B、C系数的t值分别为0.42、3.612、0.593)。(4)设计制造了支管式旋转导向管新型喷动床。与导向管相连的支管共四层,每层三支,相邻两层支管的垂直距离为15mm,且相邻两层支管在水平面上投影的夹角为60°,支管内径为20mm,支管水平方向上按20%表面积两侧对开了一排内径为4mm的小孔,喷动床其余结构同(1)。以油菜籽为试验物料,进行了流体力学性能试验。考察了不同导喷距下不同支管开孔率(此指孔的开放率)时风速和床层压降的关系、不同导喷距下的起喷压降、不同导喷距下最小喷动速度、不同导喷距对风速和固体循环量关系的影响、正常喷动时不同导喷距下的风量与压降关系。导喷距在45~80mm范围内变化时,起喷压降依次由0.903kPa变化到5.02kPa。风量在57~105m3(标态,后同)/h范围内,固体喷动量为1.14~7.09kg/min。(5)以油菜籽为试验物料,选择风温60~140℃、风量58~88Nm3/h、导喷距50~80mm及开孔率0~1分别进行了单因素试验。分别以单位质量水的能耗、干燥终了时油菜籽的最高温度和干燥过程中油菜籽在喷动床柱体中的平均温度为试验指标,对支管式旋转导向管按L16(45)正交试验设计方法进行了风温、风量、导喷距及支管开孔率四因素四水平的正交试验,得到最优能耗干燥工艺为:风温130℃、标态风量为88Nm3/h、导喷距75mm、开孔率2/3,最优能耗低于2871.2kJ/kg水。分析表明,在试验范围内,因素风温和导喷距对能耗的影响高度显着,其他因素对能耗的影响不显着。以菜籽的温度监控干燥品质,试验表明在最低能耗情况下,菜籽最高温度低于50℃。对比(3)的能耗3018.8kJ/kg水结论,带支管的旋转导向管喷动床的能耗要小,预示支管的引入能够降低干燥能耗,可考虑用于放大柱锥形喷动床。
孙琳洁[9](2007)在《新型喷动床大麦干燥技术研究》文中进行了进一步梳理喷动床具有传递效率高、适用于热敏性物料干燥、结构简单等优点。但到目前为止,喷动床的大型化和工业化因其结构的限制仍然受到制约。导向管喷动床是传统喷动床的发展,具有消除喷动区和环隙区交互流,提高颗粒适应性,减小压降,增加最大床层高度等优点,但是在径向放大上仍然存在问题。而且,随着床层高度和直径的放大,环隙区的气固传递情况将会变差。为攻克导向管喷动床放大的技术瓶颈,提出了支管式旋转导向管新型喷动床的结构设计方案,以大麦为原料,研究其流体力学特性、干燥动力学性能和优化的干燥工艺。主要研究内容和结论如下:(1)设计制造了旋转导向管喷动床。喷动床的内径为400mm,高为700mm,锥体部分锥角为60°,气体入口管径为40mm,喷嘴内径为28mm,导向管内径为40mm,机械驱动的导向管横梁的转速为16r·min-1。为揭示此床中的气固相运动规律,以大麦为试验物料,进行了流体力学性能试验。考察了风速和床层压降的关系、导喷距对床层压降与表观风速关系的影响、装载量对床层压降与表观风速关系的影响、不同导喷距不同装载量对固体循环速率与风量关系的影响。结果表明:旋转导向管喷动床的表观风速-压降关系曲线和传统喷动床的有些相似,差别在于稳定喷动形成后若继续增加风速,旋转导向管管路压力损失随风速增大而增大。导喷距在45~80mm范围内影响表观风速-压降关系曲线,从45mm上升到80mm时,最大喷动压降从4kPa变化到22kPa。装料量为9kg时显着影响最大喷动压降,最大喷动压降为20kPa,装料量为17kg和25kg的最大喷动压降相近,为14kPa。导喷距影响固体循环速率与风量关系曲线。风量在74~105m3·h-1(101.3kPa,30℃,后同)范围内,导喷距为45mm、50mm时的固体循环速率的范围为5~7kg·min-1,相同风量下后者稍大;导喷距为70mm、75mm、80mm时的固体循环速率的范围为6.2~9.8kg·min-1,相同风量下三者循环速率相近。在81~105m3·h-1风量范围内,装载量对固体循环速率与风量关系曲线的影响不显着。(2)设计制造了支管式旋转导向管新型喷动床。与导向管相连的支管共四层,每层三支,相邻两层支管的垂直距离为15mm,且相邻两层支管在水平面上投影的夹角为60°,支管内径为20mm,支管表面的20%开内径为4mm的小孔,喷动床其余结构同(1)。以大麦为试验物料,进行了流体力学性能试验,考察了不同支管开孔率(此指孔的开放率)情况下风速和床层压降的关系、不同支管开孔率和不同导喷距对最小喷动速度的影响、不同支管开孔率和不同导喷距对固体循环速率与风量关系的影响、两种直径的喷嘴对起始喷动的影响。结果表明:该床的表观风速.压降关系曲线和(1)中的相似,但最大喷动压降显着减小,为1~8kPa,而(1)中的为4~22kPa。最小喷动速度为4~25m·s-1;导喷距变大,最小喷动速度亦变大,并且,随着支管开孔率的增加,最小喷动速度的低位值显着变大,高位值变化较小。导喷距影响固体循环速率与风量关系曲线的情况与(1)中的相似。风量在74~105m3·h-1(101.3kPa,30℃,后同)范围内,导喷距为45~80mm时的固体循环速率的范围为1.2~8kg·min-1;相同风量下,导喷距增加,固体循环速率增大,支管开孔率增加,固体循环速率增大,但都显着小于(1)中的固体循环速率。内径为28mm的喷嘴能实现稳定喷动。(3)研究了(2)中的新型喷动床大麦干燥的动力学过程,所用喷嘴直径为28mm。测定了新型喷动床中大麦干燥的床层温度—时间和水分—时间两种干燥曲线,分别研究了风量(101.3kPa,0℃,后同)、风温、导喷距、开孔率等对干燥曲线的影响。研究表明:风温对干燥速率和粮温有显着性影响,风量和开孔率对干燥速率和粮温有一定的影响,导喷距对干燥速率的影响不显着,但对粮温的影响显着。(4)在支管式旋转导向管喷动床上进行大麦的恒温干燥试验,以单位质量水分热耗和粮温为指标,考察了风量、风温、导喷距和开孔率四因素对热耗的影响,得到了可供优化试验选择的参数范围,分别为83~107m3·h-1(101.3kPa,0℃,后同)、80~120℃、70mm和0~1。在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken试验方案进行试验设计,并通过响应面分析法建立了开孔率(X1)、风温(X2)、风量(X3)对单位质量水分热耗影响的二次数学模型:Y=6392.0083-209.6784X1-585.0840X2+342.6196X3-309.2270X23该模型高度显着(P<0.01),模型的校正决定系数Adj.R2=0.8742,表明此模型拟合优度良好。通过进一步的响应面分析表明,风温、风量及其交互作用对热耗均有显着性影响,并推断得优化工艺为开孔率1.3431,风温118.81℃,风量95.73m3·h-1。以粮温为质量监控指标的响应面分析表明,热风温度对粮温的影响高度显着,开孔率对410mm处的平均粮温有显着性影响以及对干燥终了最高温度有高度显着性影响,风量对410mm和230mm处的平均粮温有显着性影响。(5)在恒温喷动床干燥的基础上进行了变风温和缓苏干燥工艺的初步探讨。试验表明,与恒温干燥法相比,高低温组合干燥和缓苏干燥工艺大麦的温度低,可更好保证谷物的干燥品质。
付金良[10](2006)在《喷动流化床内气体混合的实验研究和气固两相流动的数值模拟》文中指出喷动流化床在工业上有着广泛的应用,然而迄今为止人们对床内的流体动力学特性还缺乏较为系统的研究,影响了设备的结构选型和参数优化。本文通过采用实验和数值模拟的方法,研究了喷动流化床内气体混合特性以及床内气固两相的流动特性。实验部分,在300mm×30mm×2000mm的喷动流化床冷态试验台上,在喷动区和环形区分别采用CO和SO2作为示踪气体的方法,获得了不同喷动气流速和流化气流率这两个重要的操作参数下,不同床层高度上示踪气体的径向分布,考察了床内喷动区与环形区之间气体的混合特性。结果表明,示踪气体在不同床层高度的径向分布呈现较大的差异,并沿床层高度依次降低。在稳定的流动状态下,喷动气速度的增大,使喷动气向环形区的传质加强,也促进了流化气在环形区的混合;流化气流率的增大,气体由环形区向喷动区的传质大于由喷动区向环形区的传质,且流化气在环形区的混合加强。在不稳定的流动状态下,气体的径向浓度分布曲线两边出现不对称。数值模拟部分,本文采用FLUENT软件对喷动流化床内气固两相流进行了冷态数值模拟,完整地揭示了喷动流化床内气泡的形成、发展、破碎和射流的形成、发展、消失直到床内气固流动过渡到稳态的过程。并将数值模拟的结果和实验进行了全面的对照,验证了数值模拟结果和试验基本能够吻合。本文通过改变喷动气量和流化气量,对不同的模拟工况进行了数值模拟。并对这些模拟工况下的数值模拟结果作了相互比较和分析,归纳总结出了喷动气量和流化气量这两个重要参数的改变对喷动流化床内气固两相流动的影响。
二、增压导向式喷动流化床固体颗粒循环速率的关联(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、增压导向式喷动流化床固体颗粒循环速率的关联(论文提纲范文)
(1)气流—喷动床中热管辅助传热的干燥研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 油页岩简介 |
1.2.1 油页岩概述 |
1.2.2 油页岩储量及分布 |
1.2.3 油页岩综合利用研究现状 |
1.3 喷动床研究概述 |
1.3.1 喷动床流态化简介 |
1.3.2 喷动床气固两相流动特性的研究状况 |
1.3.3 喷动床传热传质研究现状 |
1.4 喷动床流动与传热调控研究现状 |
1.4.1 床身结构改进法 |
1.4.2 内构件改进法 |
1.4.3 外场辅助法 |
1.5 本文的研究意义及内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 本文研究内容 |
2 油页岩热管辅助的气流-喷动床实验装置及理论基础 |
2.1 油页岩热管辅助的气流-喷动床实验平台 |
2.1.1 气流-喷动床 |
2.1.2 内热式热管结构 |
2.2 动力及测量系统 |
2.3 气固两相流体动力学模型理论 |
2.3.1 数值模拟方法 |
2.3.2 数学模型 |
2.3.3 气固两相流体动力学模型假设 |
2.4 本章小结 |
3 油页岩热管辅助的气流-喷动床的气固流动特性实验及模拟研究 |
3.1 流体动力学特性实验及结果分析 |
3.1.1 实验工况及方法 |
3.1.2 热管结构对油页岩流体动力学特性的影响 |
3.1.3 不同静床层高度下对油页岩流体动力学的影响 |
3.1.4 物料粒径对于油页岩流体动力学的影响 |
3.1.5 操作方式对于油页岩流体动力学的影响 |
3.2 数值模型建立 |
3.2.1 物理模型的构建 |
3.2.2 边界条件及模型设置 |
3.2.3 网格划分及无关性验证 |
3.2.4 数值模型的验证 |
3.3 模拟结果讨论与分析 |
3.3.1 热管结构对床内气固两相分布的影响 |
3.3.2 壁面滑移系数对于流体动力学的影响 |
3.3.3 颗粒间的碰撞恢复系数对于流体动力学的影响 |
3.3.4 颗粒与壁面碰撞恢复系数对于流体动力学的影响 |
3.4 本章小结 |
4 油页岩热管辅助的气流-喷动床的干燥特性实验研究 |
4.1 干燥实验工况及方法 |
4.1.1 实验物料 |
4.1.2 干燥参数的测定 |
4.1.3 热态实验装置流程及操作方法 |
4.2 干燥实验结果与分析 |
4.2.1 热管结构对油页岩干燥特性的影响 |
4.2.2 床层高度对油页岩干燥特性的影响 |
4.2.3 气体温度对油页岩干燥特性的影响 |
4.2.4 气体速度对油页岩干燥特性的影响 |
4.2.5 颗粒粒径对油页岩干燥特性的影响 |
4.2.6 初始含湿量对油页岩干燥特性的影响 |
4.3 跨域连续循环操作下油页岩干燥特性分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(2)四氯化硅氢化中导向管喷动流化床的流体动力学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 多晶硅行业发展概况 |
1.1.1 多晶硅简介 |
1.1.2 国内外多晶硅行业发展概况 |
1.1.3 多晶硅生产工艺概况 |
1.2 喷动流化床技术发展状况 |
1.2.1 喷动流化技术的发展 |
1.2.2 喷动流化床技术的工业应用 |
1.3 导向管喷动床流化床研究进展 |
1.3.1 基本特征 |
1.3.2 导向管喷动流化床主要参数 |
1.3.3 导向管喷动流化床技术研究现状 |
1.4 气固两相流动的数值模拟 |
1.4.1 计算流体动力学(CFD)概述 |
1.4.2 气固两相流研究方法 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第二章 导向管喷动流化床实验系统 |
2.1 实验流程 |
2.2 实验装置及物料参数 |
2.2.1 导向管喷动流化床 |
2.2.2 气体分布板 |
2.2.3 导向管 |
2.2.4 物料特性 |
2.2.5 实验测量仪器 |
2.3 参数测量 |
2.3.1 气体流量 |
2.3.2 颗粒循环量 |
2.3.3 床层压降 |
2.4 本章小结 |
第三章 导向管喷动流化床流动结构实验研究 |
3.1 气固两相流型划分 |
3.1.1 环形区处于固定床形态时床内流型 |
3.1.2 环形区处于流化床形态时床内流型 |
3.2 气固两相流型特征分析 |
3.3 气固两相流动相图 |
3.4 本章小结 |
第四章 流体动力学特性参数实验研究 |
4.1 床层压降及其标准方差特性 |
4.1.1 喷动区和环形区的床层压降 |
4.1.2 压降的标准方差 |
4.1.3 静止床高对床层压降的影响 |
4.1.4 流化气速对床层压降的影响 |
4.1.5 导向管结构参数对床层压降的影响 |
4.2 最大喷动压降 |
4.2.1 静止床高的影响 |
4.2.2 导向管几何结构的影响 |
4.2.3 流化气速的影响 |
4.2.4 最大喷动压降经验关联式 |
4.3 最小喷动流化速度 |
4.3.1 判定标准及测量方法 |
4.3.2 静止床高的影响 |
4.3.3 导向管结构参数的影响 |
4.3.4 流化气速的影响 |
4.3.5 最小喷动流化气速经验关联式 |
4.4 颗粒循环量特性研究 |
4.4.1 静止床高的影响 |
4.4.2 导向管结构的影响 |
4.4.3 喷动和流化气量的影响 |
4.4.4 颗粒循环量参数控制分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 气体旁路特性实验研究 |
5.1 实验方法 |
5.2 CD 区压降与气速关系 |
5.3 喷动及流化气速对气体旁路分率的影响 |
5.4 静止床高对气体旁路分率的影响 |
5.5 导向管结构对气体旁路分率的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 基于颗粒动理学理论气固流动模型的建立 |
6.1 模型及计算方法介绍 |
6.2 双流体模型 |
6.2.1 守恒方程的建立 |
6.2.2 颗粒动力学理论 |
6.2.3 湍流模型 |
6.3 数值求解方法 |
6.3.1 计算区域的离散方法 |
6.3.2 控制方程的离散方法 |
6.3.3 离散方程的求解 |
6.4 模型网格划分、边界条件和初始条件 |
6.4.1 模型网格划分 |
6.4.2 边界条件和初始条件 |
6.5 本章小结 |
第七章 导向管喷动流化床数值模拟与实验验证 |
7.1 相关参数影响 |
7.1.1 曳力模型 |
7.1.2 颗粒碰撞恢复系数 |
7.2 计算结果与实验结果比较 |
7.3 计算结果分析 |
7.3.1 流场分析 |
7.3.2 喷泉形成过程分析 |
7.3.3 颗粒运动特性 |
7.3.4 结构参数和操作参数对流动特性的影响 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(3)导向管喷动流化床中硅粉的流动特性研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 多晶硅简介 |
1.1.2 国内外多晶硅发展状况 |
1.1.3 多晶硅生产工艺 |
1.2 四氯化硅的综合利用 |
1.2.1 四氯化硅处理 |
1.2.2 四氯化硅氢化方法 |
1.2.3 冷氢化反应器 |
1.3 导向管喷动流化床 |
1.3.1 喷动床简介 |
1.3.2 导向管喷动流化床及其在冷氢化应用中的潜在优势 |
1.3.3 导向管喷动流化床的流型转变 |
1.3.4 最小喷动气速 |
1.3.5 颗粒循环量 |
1.3.6 气体旁路 |
1.3.7 射流简介 |
1.3.8 导向管喷动流化床的放大 |
1.4 气固两项流动模型与模拟 |
1.4.1 计算流体力学概述 |
1.4.2 Fluent软件介绍 |
1.4.3 气固两相流研究方法 |
1.4.4 Fluent中的气固两相流模型 |
1.5 本课题主要研究内容 |
第二章 实验装置与测量方法 |
2.1 实验流程 |
2.2 实验设备与物料性质 |
2.2.1 导向管喷动流化床 |
2.2.2 分布板 |
2.2.3 导向管 |
2.2.4 流化床主要结构参数 |
2.2.5 物料性质 |
2.3 实验测量系统 |
2.3.1 测量仪器 |
2.3.2 气体流量的测量 |
2.3.3 床层压降的测量 |
2.3.4 颗粒循环量 |
2.3.5 气体旁路分率 |
第三章 实验结果与讨论 |
3.1 导向管喷动流化床中硅粉的流型分析 |
3.1.1 环形区为固定床时的流型划分 |
3.1.2 环形区为流化床时的流型划分 |
3.1.3 小结 |
3.2 最小喷动气速 |
3.2.1 最小喷动气速的判定标准 |
3.2.2 静止床高对最小喷动气速的影响 |
3.2.3 导向管安装高度对最小喷动气速的影响 |
3.2.4 导向管内径对最小喷动气速的影响 |
3.2.5 流化气速对最小喷动气速的影响 |
3.2.6 最小喷动气速经验关联式 |
3.3 颗粒循环量 |
3.3.1 颗粒循环量的控制参数 |
3.3.2 导向管安装高度对颗粒循环量的影响 |
3.3.3 静止床高对颗粒循环量的影响 |
3.3.4 导向管内径对颗粒循环量的影响 |
3.3.5 喷动气速与流化气速对颗粒循环量的影响 |
3.3.6 小结 |
3.4 喷动气体旁路分率 |
3.4.1 线性回归 |
3.4.2 导向管安装高度对气体旁路分率的影响 |
3.4.3 静止床高对气体旁路分率的影响 |
3.4.4 导向管内径对气体旁路分率的影响 |
3.4.5 喷动气速对喷动气体旁路分率的影响 |
3.4.6 小结 |
3.5 硅粉的磨损与最小喷动气速关联式的修正 |
第四章 导向管喷动流化床的气固两相流的数值模拟 |
4.1 气固两相流模型的选择 |
4.2 欧拉模型的基本方程 |
4.2.1 气相方程组 |
4.2.2 固相方程组 |
4.3 几何模型的建立 |
4.4 边界条件和相关参数的设定 |
4.5 模拟结果与分析 |
4.5.1 导向管喷动流化床的气相流场分析 |
4.5.2 模拟结果与实验验证 |
4.5.3 模拟结果分析 |
4.5.4 不同条件对流动特性的影响 |
4.5.5 小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
符号说明 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(4)有机固体废弃物等离子体喷动—流化床热解初步研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
CONTENTS |
第一章 立题背景及研究内容 |
1.1 有机固体废弃物的概念、资源状况与热解研究现状 |
1.1.1 有机固体废弃物的概念及资源分布 |
1.1.2 有机固体废物资源状况 |
1.1.3 有机固体废弃物资源热解研究现状 |
1.2 气固喷动-流化床概述 |
1.2.1 气固喷动-流化床发展简介 |
1.2.2 气固喷动-流化床主要流体力学特性参数 |
1.2.3 气固喷动-流化床的工业应用与热解研究进展 |
1.3 等离子体热解技术 |
1.3.1 等离子体概念与分类 |
1.3.2 低温等离子体发生器 |
1.3.3 等离子体热解技术的研究进展 |
1.4 本课题研究内容 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 主要研究内容 |
1.4.3 本课题特色与创新性 |
1.5 小结 |
第二章 实验装置与实验设计 |
2.1 等离子体喷动-流化床热解装置设计 |
2.1.1 等离子体发生器 |
2.1.2 喷动-流化床热解反应器 |
2.1.3 螺旋进料器 |
2.1.4 水蒸气发生器 |
2.1.5 固体收集系统 |
2.1.6 气体收集系统 |
2.2 采样与制备 |
2.2.1 稻壳 |
2.2.2 木粉 |
2.2.3 石英砂 |
2.3 实验设计 |
2.3.1 冷态实验 |
2.3.2 热态实验 |
2.3.3 等离子体喷动-流化床热解实验 |
2.3.4 管式炉热解实验 |
2.4 分析系统 |
2.4.1 数据采集系统 |
2.4.2 红外热像仪 |
2.4.3 气相色谱仪 |
2.5 小结 |
第三章 等离子体喷动-流化床性能测试与相关参数计算 |
3.1 等离子体喷动-流化床常温流态性能分析 |
3.1.1 等离子体喷动-流化床的常温流态观察 |
3.1.2 最小喷动速度 |
3.1.3 最大床层压降 |
3.2 等离子体喷动-流化床热态实验结果及讨论 |
3.2.1 等离子体喷动-流化床的流态观察 |
3.2.2 等离子体喷动-流化床温度分布 |
3.3 相关参数计算 |
3.3.1 颗粒加热速率估算 |
3.3.2 反应速率估算 |
3.3.3 传热过程传热量估算 |
3.4 小结 |
第四章 生物质在等离子体喷动-流化床中的热解实验研究 |
4.1 等离子体喷动-流化床热解实验 |
4.2 产物分布与分析 |
4.2.1 气体产物 |
4.2.2 固体产物 |
4.3 与其他等离子体热解实验的对比分析 |
4.3.1 相关文献中生物质等离子体热解实验结果 |
4.3.2 对比分析 |
4.4 与管式炉热解实验的对比分析 |
4.4.1 管式炉热解实验结果 |
4.4.2 对比分析 |
4.5 热解体系能量平衡计算 |
4.6 小结 |
第五章 总结与建议 |
参考文献 |
个人简历及论文发表情况 |
致谢 |
(5)灰熔聚流化床气化炉内气固混合特性的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题研究背景及意义 |
1.2 灰熔聚流化床粉煤气化技术概述 |
1.3 喷动流化床国内外研究现状及趋势 |
1.3.1 喷动流化床发展综述 |
1.3.2 喷动流化床的研究现状 |
1.3.2.1 试验研究方面 |
1.3.2.2 数值模拟方面 |
1.4 本课题主要研究内容 |
第二章 灰熔聚流化床气化炉内气固两相流动的数学模型 |
2.1 离散相模型 |
2.2 双流体模型 |
2.2.1 模型介绍 |
2.2.2 模型方程 |
2.3 湍流模型 |
2.3.1 湍流模型的选取 |
2.3.2 模型方程 |
2.3.3 湍流流动近壁面处的处理方法 |
2.3.3.1 处理方法的选择 |
2.3.3.2 标准壁面函数 |
2.4 本章小结 |
第三章 数学模型的计算 |
3.1 计算流体力学(CFD)简介 |
3.2 商用FLUENT软件的概述 |
3.3 数值计算的步骤及内容 |
3.3.1 几何模型的建立 |
3.3.2 计算区域的划分 |
3.3.3 控制方程的离散 |
3.3.3.1 离散化方法 |
3.3.3.2 离散方程的建立 |
3.3.3.3 离散格式的选择 |
3.3.4 计算方法的选择 |
3.3.4.1 求解器的选择 |
3.3.4.2 流场数值计算的SIMPLE算法 |
3.3.5 迭代过程的处理方法 |
3.3.5.1 求解策略 |
3.3.5.2 设定松弛因子 |
3.3.6 边界条件的设定 |
3.4 数值计算在FLUENT中的实现 |
3.5 本章小结 |
第四章 数值模拟的结果与分析 |
4.1 颗粒粒径为2mm时的气固混合 |
4.1.1 静止床层高度为4.5m |
4.1.2 静止床层高度为3.6m |
4.1.3 静止床层高度为2.7m |
4.2 颗粒粒径为1mm时的气固混合 |
4.3 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 不足之处 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的论文 |
(6)新型多喷口环形喷动床的实验研究与数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号与标记 |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 喷动床技术的应用及特点 |
1.2.1 主要应用 |
1.2.2 主要特点 |
1.3 喷动床技术的发展与研究现状 |
1.3.1 喷动床技术的发展 |
1.3.2 研究现状 |
1.4 新型结构喷动床体-多喷口环形喷动床 |
1.5 课题研究内容与研究意义 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 研究方法 |
1.5.3 拟解决的关键问题 |
1.5.4 研究意义 |
参考文献 |
第二章 多喷口环形喷动床实验系统 |
2.1 实验装置 |
2.2 实验物料与实验条件 |
2.3 实验仪器与设备 |
2.4 实验步骤 |
2.5 实验测量误差及分析 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第三章 喷动床旋转给料装置的实验研究 |
3.1 实验装置 |
3.2 实验结果与讨论 |
3.2.1 无搅拌器时旋转锥体内颗粒的混合规律 |
3.2.2 锥体内搅拌器的设置对颗粒混合流动的影响 |
3.3 本章小结 |
参考文献 |
第四章 多喷口环形喷动床的流体动力学特性研究 |
4.1 喷动特性 |
4.2 最大可喷动床层高度 |
4.2.1 喷口尺寸对最大可喷动床层高度的影响 |
4.2.2 颗粒粒径对最大可喷动床层高度的影响 |
4.3 最小喷动速度 |
4.3.1 静止床层高度对最小喷动速度的影响 |
4.3.2 颗粒粒径对最小喷动速度的影响 |
4.3.3 喷口尺寸对最小喷动速度的影响 |
4.3.4 最小喷动速度实验关联式 |
4.4 最大床层压降 |
4.4.1 静止床层高度对最大床层压降的影响 |
4.4.2 颗粒粒径对最大床层压降的影响 |
4.4.3 喷口尺寸对最大床层压降的影响 |
4.4.4 颗粒Ar 数对最大床层压降的影响 |
4.4.5 最大床层压降实验关联式 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 多喷口环形喷动床的流型及转变 |
5.1 流型区分 |
5.1.1 稳定流型 |
5.1.2 过渡流型及非稳定流型 |
5.2 直向喷口结构的流型 |
5.3 实验物料混合与传输 |
5.4 静止床层高度与流型转变 |
5.5 压力均值沿床高的变化 |
5.6 本章小结 |
参考文献 |
第六章 多喷口环形喷动床的压力波动信号分析 |
6.1 概述 |
6.2 压力波动信号的时序分析 |
6.2.1 统计分析 |
6.2.2 频域分析 |
6.2.3 采样频率 |
6.2.4 采样点数 |
6.3 压力波动分布规律 |
6.3.1 不同物料对压力波动分布规律的影响 |
6.3.2 不同送风量对压力波动分布规律的影响 |
6.3.3 不同喷口型式对压力波动分布规律的影响 |
6.4 床层压降 |
6.5 压力波动信号的统计分析 |
6.5.1 喷动气速对压力波动信号标准差的影响 |
6.5.2 静止床层高度对压力波动信号标准差的影响 |
6.6 压力波动的频域分析 |
6.6.1 功率谱 |
6.6.2 喷动气速对压力波动主频的影响 |
6.6.3 静止床层高度对压力波动主频的影响 |
6.7 本章小结 |
参考文献 |
第七章 多喷口环形喷动床的喷口相关性研究 |
7.1 相关性分析方法 |
7.1.1 偏相关系数 |
7.1.2 聚类分析 |
7.2 实验布置 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 喷动气速对喷口相关性的影响 |
7.3.2 测点高度对喷口相关性的影响 |
7.3.3 喷口的相对位置对喷口相关性的影响 |
7.3.4 喷口间相关性(相关系数)的人工神经网络模型 |
7.3.5 喷口聚类分析 |
7.4 本章小结 |
参考文献 |
第八章 多喷口环形喷动床的数值模拟 |
8.1 两相流数值模拟概述 |
8.2 数值模拟的必要性及模型选择 |
8.3 气相和颗粒相的基本方程 |
8.3.1 气相 |
8.3.2 颗粒相 |
8.4 初始条件和边界条件 |
8.4.1 初始条件 |
8.4.2 边界条件 |
8.4.3 网格划分 |
8.5 模型数值求解 |
8.6 模拟结果及讨论 |
8.6.1 气固两相流数值模拟 |
8.6.2 实验与模拟对比 |
8.6.3 数值模拟结果分析 |
8.7 本章小结 |
参考文献 |
第九章 总结与展望 |
9.1 全文工作总结 |
9.2 本文创新点 |
9.3 研究展望 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
致谢 |
(7)油菜秸秆快速热解的冷态实验(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语表(符号说明) |
第一章 绪论 |
1 课题的提出和意义 |
2 生物质能资源及生物油 |
2.1 生物质能对能源结构调整的影响 |
2.2 生物质能源转换和利用技术 |
2.3 快速热解液化与生物油 |
2.4 快速热解反应器 |
3 导向喷动流化床(简称DSFB) |
3.1 导向喷动流化床的发展 |
3.2 导向喷动流化床的流动特性 |
3.3 导向喷动流化床热解生物质液化制取生物油的原理 |
4 技术路线 |
第二章 导向管结构对物料流动特性的影响与床体结构的优化 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 供试材料 |
2.2 实验装置 |
2.3 实验方法 |
3 结果与讨论 |
3.1 导向管引入对最大物料处理量的影响 |
3.2 中心喷泉高度与床体高度 |
3.3 导向管结构参数对流动特性的影响 |
4 结论 |
第三章 操作条件与流动特性 |
1 前言 |
2 材料与方法 |
2.1 供试材料 |
2.2 实验装置 |
2.3 实验方法 |
3 结果与讨论 |
3.1 油菜秸秆颗粒的性质 |
3.2 油菜秸秆颗粒和石英砂粒径的选择 |
3.3 固体循环速率 |
3.4 中心喷泉高度 |
3.5 床层压降 |
3.6 操作相图 |
4 结论 |
第四章 物料参数与流动特性 |
1 前言 |
2 实验部分 |
3 结果与讨论 |
3.1 最小喷动流化速度 |
3.2 固体循环速率 |
3.3 中心喷泉高度 |
3.4 操作相图 |
3.5 关联式的建立 |
4 结论 |
第五章 数学模型 |
1 前言 |
2 模型的建立 |
2.1 物理模型的建立 |
2.2 数学模型的建立 |
2.3 模型求解过程 |
3 结果与讨论 |
3.1 油菜秸秆颗粒运行时间 |
3.2 模型的验证 |
4 结论 |
第六章 全文结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(8)新型喷动床干燥油菜籽技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.1.1 喷动床的起源及发展 |
1.1.2 喷动床的工作原理 |
1.1.3 喷动床与流化床的对比 |
1.2 喷动床设计中有关参数的确定 |
1.2.1 喷动床的特征参数 |
1.2.2 传统柱锥形喷动床的结构设计参数 |
1.2.3 带导向管的喷动床的设计参数 |
1.3 带导向管的喷动床 |
1.3.1 导向管喷动床具有的优点 |
1.3.2 带导向管的喷动床的空气动力学特性 |
1.4 喷动床的模型 |
1.5 喷动床的应用研究进展 |
1.6 传统喷动床的缺点及本研究的创新思路 |
1.7 论文主要内容 |
第二章 新型旋转导向管喷动床结构特征及流体力学特性实验研究 |
2.1 旋转导向管的结构 |
2.2 物料在喷动床内的运动规律 |
2.3 实验装置、材料及方法 |
2.3.1 实验装置 |
2.3.2 实验物料 |
2.4 实验方法及流程 |
2.4.1 压降—风速关系的测定 |
2.4.2 风速、导喷距和加料量与喷动量关系的测定 |
2.5 实验数据处理和分析 |
2.5.1 压降—风速关系 |
2.5.2 起喷压降—导喷距关系 |
2.5.3 不同导喷距下喷动量—风量关系 |
2.5.4 喷动量、压降与导喷距关系 |
2.5.5 正常喷动时压降、风量及导喷距关系关系 |
2.5.6 喷动量—加料量和压降—加料量关系 |
2.6 小结 |
第三章 新型旋转导向管喷动床的干燥动力学研究 |
3.1 旋转导向管的干燥实验 |
3.1.1 材料设备、方法与试验设计 |
3.1.2 试验设计 |
3.2 试验结果及其分析 |
3.2.1 风量 |
3.2.2 加料量 |
3.2.3 风温 |
3.2.4 导喷距 |
3.3 结论 |
第四章 新型旋转导向管喷动床干燥油菜籽的工艺研究 |
4.1 试验设计 |
4.1.1 单因素试验 |
4.1.2 正交试验 |
4.2 试验结果及其分析 |
4.2.1 单因素试验结果及分析 |
4.2.2 正交试验结果及分析 |
4.5 结论 |
第五章 新型带支管的旋转导向管喷动床结构特征及流体力学特性实验研究 |
5.1 带支管的旋转导向管的结构 |
5.2 实验装置、材料及方法 |
5.3 实验方法及流程 |
5.4 实验数据处理和分析 |
5.4.1 压降—风速关系 |
5.4.2 起喷压降—导喷距关系 |
5.4.3 喷动量—风量关系 |
5.4.4 开孔率—压降关系 |
5.4.5 正常喷动时压降、风量及导喷距关系 |
5.5 小结 |
第六章 新型支管式旋转导向管喷动床干燥油菜籽的工艺研究 |
6.1 试验设计 |
6.1.1 单因素试验 |
6.1.2 正交试验 |
6.2 试验结果及其分析 |
6.2.1 单因素结果及分析 |
6.2.1.1 干燥动力学 |
6.2.1.2 单因素能耗数据及分析 |
6.2.2 正交试验结果及分析 |
6.3 结论 |
第七章 结论、存在的问题及展望与建议 |
7.1 结论 |
7.2 存在的问题 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位阶段发表的论文及参加的科研工作 |
(9)新型喷动床大麦干燥技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 谷物干燥的意义 |
1.2 常用谷物干燥机的特点 |
1.3 喷动床的发展与研究现状 |
1.3.1 喷动床简介 |
1.3.2 喷动现象 |
1.3.3 典型柱锥喷动床的缺陷及其改进 |
1.3.4 喷动床的应用 |
1.4 本文要研究的问题和主要研究内容 |
第二章 旋转导向管喷动床及流体力学特性研究 |
2.1 旋转导向管的结构及原理 |
2.2 旋转导向管喷动床流体力学特性试验研究 |
2.2.1 试验装置和试验方法 |
2.3 试验结果与分析 |
2.3.1 喷动现象和压降变化规律 |
2.3.2 导喷距对床层压降与表观风速的影响 |
2.3.3 装载量对床层压降与表观风速的影响 |
2.3.4 旋转导向管喷动床中的固体循环速率 |
2.4 结论 |
第三章 支管式旋转导向管新型喷动床结构特征及流体力学特性研究 |
3.1 支管式旋转导向管的结构 |
3.2 试验装置和试验方法 |
3.3 试验结果与分析 |
3.3.1 喷动现象和压降变化规律 |
3.3.2 导喷距、开孔率对最大喷动压降的影响 |
3.3.3 导喷距对最小喷动速度的影响 |
3.3.4 开孔率对最小喷动速度的影响 |
3.3.5 导喷距对固体循环速率的影响 |
3.3.6 开孔率对固体循环速率的影响 |
3.3.7 喷嘴入口几何尺寸的影响 |
3.3 结论 |
第四章 支管式旋转导向管新型喷动床大麦干燥的动力学研究 |
4.1 概述 |
4.1.1 谷物热风干燥原理 |
4.1.2 谷物干燥的热力条件及干燥曲线 |
4.1.3 支管式旋转导向管新型喷动床干燥的特点 |
4.2 材料、设备与试验方法 |
4.2.1 试验材料与设备 |
4.2.2 试验方法 |
4.3 试验设计 |
4.4 试验结果与分析 |
4.4.1 不同风量下大麦干燥特性 |
4.4.2 不同风温下大麦干燥特性 |
4.4.3 不同导喷距下大麦干燥特性 |
4.4.4 不同开孔率下大麦干燥特性 |
4.5 结论 |
第五章 支管式旋转导向管新型喷动床大麦干燥的工艺研究 |
5.1 材料、设备与试验方法 |
5.2 试验设计 |
5.2.1 单因素试验 |
5.2.2 响应面优化设计 |
5.2.3 统计分析 |
5.3 试验结果及其分析 |
5.3.1 单因素试验结果及分析 |
5.3.2 响应面试验结果及分析 |
5.4 结论 |
第六章 支管式旋转导向管新型喷动床大麦变温干燥和缓苏干燥试验研究 |
6.1 材料、设备与试验方案 |
6.1.1 材料、设备 |
6.1.2 试验方案 |
6.2 试验结果及分析 |
6.2.1 变温干燥试验结果及分析 |
6.2.2 缓苏干燥试验结果及分析 |
6.3 结论 |
第七章 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位阶段发表的论文及参加的科研工作 |
(10)喷动流化床内气体混合的实验研究和气固两相流动的数值模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 本课题研究背景及意义 |
1.2 国内外的研究现状及趋势 |
1.2.1 喷动流化床的发展综述 |
1.2.2 喷动流化床气体混合特性的研究现状 |
1.2.3 喷动流化床气固两相流数值模拟的方法 |
1.2.3.1 欧拉-拉格朗日方法 |
1.2.3.2 欧拉-欧拉方法 |
1.3 本课题的研究目的及论文研究内容 |
第二章 喷动流化床内气体混合的实验研究 |
2.1 实验系统 |
2.2 实验物料及工况 |
2.3 实验方法和过程 |
2.3.1 实验启动和终止 |
2.3.2 实验工况的调节 |
2.3.3 实验数据的测量 |
2.3.4 CCD 图像分析 |
2.4 实验结果和分析 |
2.4.1 床层不同高度示踪气体的径向分布 |
2.4.2 喷动气速的影响 |
2.4.3 流化气流率的影响 |
2.4.4 床内流动出现不稳定时示踪气体的径向分布 |
2.5 本章总结 |
第三章 喷动流化床内气固两相流动的数值模拟 |
3.1 气固两相流模型的选择 |
3.2 颗粒动力学理论 |
3.3 欧拉模型及颗粒动力学理论基本守恒方程 |
3.4 边界条件设定 |
3.5 模型网格划分 |
3.6 喷动流化床内气相流场计算分析 |
3.7 喷动流化床内气固两相流数值模拟 |
3.7.1 模拟对象 |
3.7.2 模拟结果 |
3.7.3 模拟结果与实验验证 |
3.7.4 模拟结果分析 |
3.7.5 不同操作参数下模拟结果分析 |
3.7.5.1 不同流化气量下模拟结果分析 |
3.7.5.2 不同喷动气量下模拟结果分析 |
3.8 本章总结 |
第四章 结论与展望 |
致谢 |
论文发表 |
四、增压导向式喷动流化床固体颗粒循环速率的关联(论文参考文献)
- [1]气流—喷动床中热管辅助传热的干燥研究[D]. 董瑞庭. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]四氯化硅氢化中导向管喷动流化床的流体动力学研究[D]. 苏国良. 天津大学, 2013(11)
- [3]导向管喷动流化床中硅粉的流动特性研究[D]. 李明. 天津大学, 2013(01)
- [4]有机固体废弃物等离子体喷动—流化床热解初步研究[D]. 熊建新. 广州大学, 2012(02)
- [5]灰熔聚流化床气化炉内气固混合特性的研究[D]. 武小芳. 太原理工大学, 2010(12)
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- [9]新型喷动床大麦干燥技术研究[D]. 孙琳洁. 江苏大学, 2007(S2)
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