二维喷动床颗粒流动的脉动特性实验研究

二维喷动床横截面为152mm×15mm,锥角为60°,喷口宽度为9mm,实验物料为平均粒径2．0mm的玻璃珠。床体的颗粒流动表现出整体的喷动周期性,属于不连贯喷动流型。本文基于PIV处理颗粒流动图像获得了颗粒流动的瞬时速度;基于功率谱密度分布对瞬时速度的分析结果表明,喷射区轴线的中下部颗粒存在较强的速度脉动,环隙区颗粒速度脉动较弱;研究发现喷动周期与床体压力脉动周期基本一致。

二维导流管喷动床的流动特征

带导流管的二维喷动床(2-DSBDP)是传统喷动床的改进型式，矩形床内设置的与床同厚的垂直导流管可以控制固体颗粒的循环速率, 同时使下行区中的气固移动床维持平推流. 本文实验测定了不同表观气速、床层高度、固体颗粒与气体入口尺寸时, 二维导流管喷动床的床压降及相应的空隙率，藉以阐述2-DSBDP的流动特征.

喷动床最小喷动速度的计算颗粒流体力学数值模拟

为了进一步研究喷动床的操作参数和结构参数对最小喷动速度Ums的影响,以及建立最小喷动速度的预测关联式,课题组建立了二维喷动床数理模型,床的高度为800 mm、宽度为200 mm和厚度为20 mm,喷动气入口底部是夹角为60°的V形结构。采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法模拟计算了5种颗粒在3种喷口宽度和在不同静止床高时最小喷动速度变化情况。结果表明:喷动床的结构参数和操作参数对最小喷动速度有着极大的影响,最小喷动速度随着静止床高和颗粒粒径增大而增大,而随着喷口宽度的增大而减小;综合所有数据进行多因素影响回归,得到了新的最小喷动速度预测关联式。研究结果对于喷动床实际操作条件的确定和工艺设计提供了借鉴。