新型侧搅拌流态化炼铁流化质量的优化

为解决传统流态化炼铁过程中气-固分布不均匀导致的节涌、沟流和黏结失流问题,建立了侧搅拌流化床热态实验平台采用单因素实验方法研究了还原气组成、搅拌器转速、还原温度对铁矿粉还原过程的影响考察了流化床内床层压降和烟气成分随时间的变化,分析了还原产物的相关物相组成和微观形貌结果表明:随着CO体积分数的增加,铁的还原度不断提高侧搅拌流化床的气-固流化质量优于无搅拌流化床的气-固流化质量,搅拌器转速为160 r/min时气-固流化质量最佳最佳还原温度为850℃。

基于侧搅拌结构的便携式恒温槽的研制

介绍了一种基于侧面搅拌结构的便携式恒温槽,克服了现有磁力搅拌技术对计量仪器插入深度的影响。采用快速升温技术后,其测量范围可达到300℃,并且具有良好的温场特性。恒温槽克服了现有技术的诸多缺点,有效提高了现场计量的可靠性和准确性。

新型侧搅拌流化床气-固流化质量的模拟

在流态化炼铁的过程中,由于气-固分布不均匀,导致节涌、沟流、气体利用率低、粘结失流等现象,甚至出现死床的状况.本实验建立新型侧搅拌流化床反应器的物理模型,研究了搅拌方式、空气体积流率、搅拌器转速、搅拌器倾斜角度四个因素对流化床内颗粒与气泡运动行为及压强变化规律的影响.结果表明:侧搅拌流化床的气-固流化质量优于垂直搅拌流化床,气泡尺寸显著减小;空气体积流率的增加会使流化床内颗粒运动情况加剧,气泡尺寸增大,压强变化加剧;搅拌桨转速增加可有效地剪切、破碎床内气泡;倾斜角度为45°的侧搅拌流化床内的气-固流化质量最优.

双侧复合搅拌摩擦焊压电测力仪研究

针对平台式测力仪被放置在工作台上而不能测量双侧复合搅拌摩擦焊过程中焊接力的问题,设计了一款置于主轴前端的旋转式压电测力仪,并利用有限元仿真对其进行了静力学与模态分析。考虑到整套设备庞大、连线繁杂,不适用于长程焊接,设计了一块信号调理电路板内嵌于测力仪中,将传感器产生的微弱电荷信号转换放大为模拟电压信号。通过标定及实测,得到了电路板线性度误差、准确度误差等指标,结果表明其性能良好,满足压电测试需求。

侧伸式气液搅拌槽内的搅拌功率与传质性能

采用φ2000mm×4200mm侧伸式搅拌槽,研究了搅拌器的功率曲线、搅拌器数量及通气对搅拌功率的影响,结果表明,侧伸式搅拌槽内雷诺数Re在3×105时功率准数才能稳定,比立式搅拌槽内Re(104左右)高;侧伸式搅拌槽通气使搅拌器功率减小的幅度只相当于立式搅拌槽减小幅度的28%.对侧伸式搅拌槽内喷枪式和管网式两种气体分布器的容积传质系数KLa研究结果显示,在相同搅拌功率下喷枪式分布器的传质效果是管网式分布器的近3倍;回归出了侧伸式搅拌槽内喷枪式分布器的容积传质系数KLa的关系式KLa∝(P/VL)0.161VG1.125和管网式分布器传质系数KLa的关系式KLa∝VG1.778,可供工业设计参考.

侧伸式搅拌槽固液悬浮性能

采用φ2m×4.2m侧伸式搅拌槽,研究了搅拌桨安装位置、通气速率、固体颗粒浓度和液位高度对侧伸式搅拌槽颗粒悬浮性能的影响.结果表明,搅拌轴水平偏转角对功率准数的影响很小,均布式为侧伸式搅拌槽搅拌桨的最佳排布方式,最佳偏转角βopt=10o;临界转速NJS最小值出现在搅拌桨伸入长度/搅拌桨直径比L/d=1.44处;降低搅拌桨安装高度h为0.75d左右,相比于传统的h=1.5d可减少约30%能耗;液位高度/搅拌槽直径比H/T<0.5时,NJS随H的升高而迅速增大.得到了通气量QV与NJS的关系式NJSG-NJS=1.46QV1.15和固相浓度ω对NJS影响的关系式NJS∝ω0.27.

顶入式与侧入式搅拌槽内混合特性的比较

应用计算流体动力学方法(CFD)对顶入式与侧入式搅拌槽内的流型特征、混合过程进行了数值模拟。计算采用标准k-ε湍流模型、多重参考系法和滑移网格法研究了2种形式搅拌槽的混合效率,分析了不同槽高径比H/T及桨型对侧入式搅拌槽混合性能的影响,并使用文献数据与碘一硫代硫酸钠褪色法对模拟进行了验证。结果表明:四斜叶开启涡轮桨(PBTD45)运行下顶入式与侧入式搅拌槽内主体循环均是轴向循环流;在H/T=1的搅拌槽中相同功耗情况下,顶入式搅拌的混合效率比侧入式搅拌的高,混合时间减少了约28.2%;侧入式搅拌在较低H/T比的搅拌槽内的混合效率较高,当H/T=0.6左右时侧入式搅拌的混合效率与顶入式(H/T=1)接近。PBTD6030桨与FE-4桨较适合侧入式搅拌槽中的混合操作。

侧进式搅拌密封装置失效分析与改进方案

对某湿法烟气脱硫塔侧进式搅拌器机械密封装置存在的泄漏问题进行分析,提出该密封装置的结构设计、选型和装配等方面的改进方案。通过改进,提高了该侧进式搅拌机械密封的可靠性,延长了机械密封的使用寿命。

大型侧进式搅拌釜内湍流流场的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)技术对直径和高度均为13 m的大型侧进式搅拌釜内均相宏观流场进行数值计算。结果表明,将计算域划分为大约90万网格时,计算得到的搅拌功率曲线与实验数据吻合较好;考察不同操作转速、搅拌桨安装角度及个数对釜内低速死区分布的影响,发现增大搅拌转速很难有效地消除水平面上的死区;搅拌桨垂直向下5.71°或水平偏转11°安装能明显改善流体运动。三桨和四桨搅拌体系对釜上部流场的优化要好于两桨体系;但在相同转速下,双桨、三桨和四桨搅拌釜的搅拌功耗分别是单桨搅拌釜的1.2倍、2.3倍和3.4倍。综合考虑,三桨体系搅拌效率较高。最后采用组分模型计算得到不同转速下三桨釜的混合时间。

侧进式搅拌器三维流场的数值模拟

现有的侧进式搅拌器设计大都依赖运行经验的积累,精度较差。为此,采用流体力学软件Fluent对具有4台侧进式搅拌器的搅拌槽内流场进行了三维模拟,计算了不同雷诺数下此类搅拌器的功率准数,并得到了功率曲线。采用有限体积法对计算域离散化,在每个网格单元内求解质量守恒方程和动量守恒方程。模拟结果表明,侧近式搅拌器的功率准数在不同的流动区域随雷诺数Re改变而变化的趋势不同,在湍流区NP值保持在0.54左右,在过渡流区域,采用层流与湍流2种方法计算的结果相差不大;搅拌槽内流体流速仅在槽下4个桨叶区附近较大,槽体中部与上部流体流速均较小;流速值小于0.4m/s的区域体积约占槽体总体积的80%。

双层侧进式搅拌槽固液流动研究

由于对大型双层侧进式搅拌槽进行实验方法研究比较困难,采用数值模拟的方法对其进行研究。利用计算流体动力学(CFD),通过gambit建立模型并划分网格,利用Fluent软件进行计算求解,探讨不同转速下的固相分布情况,临界离底悬浮转速、颗粒直径对临界悬浮转速的影响。结果表明固相颗粒主要分布在搅拌槽底部和双层搅拌器之间的区域,在搅拌槽的上部区域形成一个明显的清液层,双层侧进式搅拌器的使用可以有效地减少由于提高搅拌转速而增加的密封难度和功率消耗。

侧进式搅拌釜内气液两相流的数值模拟

采用计算流体力学(CFD)技术对φ1.5m×1.2m侧进式气液搅拌釜内气液两相流场进行数值模拟,检验了3种气液分界面边界条件和两种相间曳力模型。通过UDF程序将上述模型分别与欧拉双流体模型和dispersed k-ε两相湍流模型进行耦合计算,得到搅拌功率准数、总体气含率和气相分布,并与冷模实验结果进行对比,得到能准确预测的CFD模型。研究结果表明,3种气液界面边界条件下采用标准S-N模型计算所得的功率准数和气体分布误差均较大,而Brucato-Tsuchiya模型的预测结果更接近实验结果;气液界面边界条件对总体气含率的预测影响较大,采用速度进口或脱气边界和Brucato-Tsuchiya模型耦合计算所得的结果误差比压力出口边界明显要小。

厌氧移动床生物膜反应器侧伸式搅拌装置的试验研究

选取三种CBY型桨,对厌氧移动床生物膜反应器中采用的侧伸式搅拌装置进行了深入研究。试验考察了三种桨型的功率准数、时间准数,并通过考察其临界转速的方法探讨其最优桨型、最佳安装角度。CBY-3型桨在同样的填充量下临界功率较另两桨型低,混合时间短,优于CBY-2和CBY-1型桨。在水平偏角α为15～20,°向下偏角β为1～5°时得到搅拌的最低临界转速。为厌氧移动床生物膜反应器搅拌装置的设计提供了参考。

贮罐侧入式搅拌轴封失效分析

从工程实际出发 ,对贮罐侧入式搅拌轴封因制造误差和维修不当等因素造成的失效进行了分析和治理 。

600MW机组湿法脱硫进口侧进式搅拌器机械密封的改进

分析某电厂600 MW机组湿法烟气脱硫系统进口侧进式搅拌器机械密封存在的泄漏问题,对该机械密封进行改进。改进后的机械密封采用静止型弹簧、多弹簧、内藏式设计以及单端面、平衡型、零部件模块式设计。动环和静环分别采用无压烧结碳化硅和无压微孔加碳碳化硅,利用静环蓄能孔隙的润滑油润滑密封端面,确保了机械密封端面的有效润滑,延长了机械密封的使用寿命。该新型密封装置已成功应用于600 MW机组湿法脱硫进口侧进式搅拌器。

侧向搅拌在大型酒精发酵中的作用

介绍了酒精生产中应用侧搅拌解决连续发酵过程中发酵罐内物料的沉积和滞留问题。

磁力传动技术在脱硫侧进式搅拌器上的应用

针对某600MW机组火电厂石灰石-石膏湿法脱硫少数侧进式搅拌器机械密封频繁泄漏的问题,采用磁力传动技术解决这一问题。介绍了磁力传动装置的工作原理和组成结构,阐述了影响磁力传动的几个主要因素,包括:磁路形式、磁转子长径比、磁路工作间隙、导磁体厚度等,在此基础上给出了大扭矩永磁传动器的设计思路和磁扭矩的计算方法;创造性地将大扭矩磁力传动技术应用在了600MW机组火电厂湿法脱硫侧进式搅拌器上,通过采用硬质合金、润滑水冲洗等措施,延长了滑动轴承的寿命。为有效解决振动大、腐蚀严重等恶劣工况下脱硫侧进式搅拌器机械密封频繁泄漏的问题,进行了有益的探索;将磁力传动搅拌器与机械传动搅拌器的特点、结构、运行维护成本进了对比。

厌氧移动床生物膜反应器侧伸式搅拌装置的试验研究

本文选取三种CBY型桨,对厌氧移动床生物膜反应器中采用的侧伸式搅拌装置进行了深入研究。探讨其最优桨型、安装角度、临界转速及其功率准数,为厌氧移动床生物膜反应器的搅拌装置的设计提供了参考。

贮罐侧入式搅拌轴封失效分析及治理

从工程实际出发 ,对贮罐侧入式搅拌轴封因制造误差和维修不当等因素造成的轴封失效进行了分析和治理 。

侧伸式搅拌槽中叶轮区的局部速度

采用φ2m×4.2m侧伸式搅拌槽,研究了搅拌器在0.6m水位时的最佳安装位置下(三桨均匀分布,最佳偏转角βopt=10°,垂直夹角α为6°,推流桨安装高度h为0.75D,推流桨伸入长度与推流桨直径之比L/D=1.44)的局部速度。结果表明:搅拌槽内流体流速仅在槽内桨叶排液区较大;与立式推流桨的流场(轴对称,双峰值)相比,无论单桨还是三桨,侧伸式推流桨的流场不是沿轴线对称的;三桨同时启动时叶轮的排出流量准数Nqd为0.665,并外推得到单桨排出流量准数约为三桨排出流量准数的91.0%;在竖直方向上,叶轮排液区合速度和轴向速度的均值变化在左侧与右侧一致,而在叶轮上半部分与下半部分不对称;实验回归出单桨合速度与轴向距离的关系是V*=0.402Y*-0.151,三桨同开时V*=0.454Y*-0.049。