循环流化床固体分布的层析成象测量

电容层析成象是９０年代以来快速发展的多相流研究方法．本文报道应用电容层析成象对循环流化床底部浓度分布的测量研究．本研究在国际上首先实现了矩形流道中的层析成象测量技术．成象中采用了迭代成象算法，明显地提高了复杂流动情况下的成象质量．测量结果显示出循环流化床底部多种气泡和固体分布情况，表明其流态与鼓泡床相吻合．

气升式外循环淤浆反应器中固体分布的研究

本文对气升式外循环淤浆反应器中固体分布进行了研究。采用丝网过滤,催化剂留于反应器上升管中。结果表明,循环液速和空塔气速对固体分布有显著影响,并可实现固体均匀分布。

卸荷阀主阀芯配合间隙内固体颗粒的分布研究

结合生产应用中出现的卸荷阀铜套磨损问题,运用Fluent软件中的多相流欧拉模型,对工作介质为乳化液的卸荷阀主阀腔内部流场进行固液两相流数值解析。研究分析表明:固体颗粒在阀芯与铜套形成的配合间隙中存在聚集现象;直径7μm的固体颗粒在间隙内易引起轻微磨蚀;直径10μm的固体颗粒在间隙内引起严重磨蚀磨损,产生新的固体颗粒,使间隙内固体体积分数最大值升高至进口的3倍左右。针对固体颗粒物聚集引发的磨蚀磨损问题,提出优化方案。通过仿真分析,证明在阀杆上加工环形槽,并在槽间凸肩上打径向孔的结构可起到疏导固体颗粒、缓解磨蚀磨损的作用。

液固循环流化床换热器中固体颗粒分布

利用CCD图像测量与数据处理系统对多管液固循环流化床换热器中的两相流动特性进行了研究。探讨了下管箱中的分布板结构对固体粒子的体积分数分布、固体粒子的速度分布,以及液固两相流压降的影响。实验结果表明:在循环流化床换热器进口段安装适当结构的多孔板分布器,即多孔板的面积小于床层截面积,且床中心处的遮挡面积大于边缘处的遮挡面积,可以有效地提高固相速度的均匀程度,在较高流速下,能较好地改善固体颗粒在管束中的不均匀分布。

多层百叶窗式挡板对三相流化床中固体颗粒轴向分布的影响

针对作者开发的带有导管与多层百叶窗式挡板特殊构型的三相流化床反应器 ,实验考察了百叶窗式挡板层数与挡板倾角构型参数、气体与浆液流量操作参数对床内固体颗粒轴向浓度分布及粒度分布的影响 实验结果表明 ,百叶窗式挡板的层数是影响固体颗粒轴向浓度分布及粒度分布的主要因素 ,当百叶窗层数多于 15层时 ,挡板上下方分区明显

气液固流化床固体轴向浓度分布模型的研究进展

综述了描述气液固三相流化床中固体颗粒轴向浓度分布的沉降 -分散模型和尾涡夹带机理模型 ,以及它们的推广与应用 ,同时指出这些模型在应用中的局限性。

三相流化床间歇反应器中固体轴向浓度分布

研究了在直径 4.2cm、高 130cm的垂直三相流化床中固体颗粒非粘附与粘附两种不同体系中固含率的分布特性 .基于混合长理论与实验数据 ,提出了将“沉降 -扩散”模型同时应用于描述非粘附与粘附体系 (进行气速的修正 )中固含率的轴向分布 。

双组分固体颗粒在连续操作的三相床反应器中的轴向浓度分布

在一内径为 4 2cm、高为 15 0cm的连续操作的三相床反应器中对双组分固体颗粒的轴向浓度分布进行了实验研究 .实验用的固体混合物物料一组为粒径不同的联二脲颗粒 ,另一组为润湿性不同的联二脲与发泡剂ADC颗粒的混合物 .为描述不同特性的颗粒浓度在床内的轴向分布 ,提出了修正的沉降分散模型 .模型计算值能很好地拟合实验数据 .

基于分布式固体电储热能量转移的电热联合系统优化调度策略

针对固体电储热(SETS)调度容量受投资成本限制,以及现有分布式固体电储热(DSETS)优化调度方法忽略了不同类型用户能量储存与消耗的时间异步性,导致风电消纳功率减小的问题,提出一种基于DSETS能量转移的电热联合系统优化调度策略。首先,制定电网与DSETS用户之间的调度协议,并对DSETS调度功率实施阶段性电价补贴,增加SETS入网容量。其次,根据调度协议偏差阈值提出等值和增值能量转移策略:等值能量转移,当调度协议偏差阈值为0时,调度转移的DSETS功率约束等于用户需求功率;增值能量转移,当调度协议偏差阈值大于0时,调度转移DSETS功率约束大于用户需求功率,超出用户需求部分的存储热能用于辅助热网调节。最后,利用仿真算例验证所提策略的有效性,与传统DSETS分时电价调度策略相比,所提等值能量转移和增值能量转移调度策略的弃风率分别减小0.5%和1.05%。

快速循环流化床上升管的轴向固体浓度分布

根据因次分析与气固流动压力损失提出了快速循环流化床中压力沿床高分布的计算式，由此公式来计算轴向固体容积率．本文使用此式对从众多作者不同条件下取得的数据进行拟合，表明该式能与不同系统的实验数据很好地符合。

樊矿钛渣熔盐氯化炉内固体物料分布

本文对钛渣熔盐氯化炉内固体物料分布进行了冷态模拟研究。针对锦州铁合金厂φ１．０ｍ的熔盐氯化炉，依据相似原理，建立了１∶１尺寸的冷态模型。考察了通气管管径、气注、通气时间、通气管数、熔盐静止液面高度对固体物料在床内的纵向及横向分布的影响，并考察了床内固体物粒度分布及ＴｉＯ２的含量分布。根据试验结果，对熔盐氯化炉生产工艺参数的优化进行了讨论。

基于EMMS模型的大型催化裂化装置再生器气固分布数值模拟

大型催化裂化装置中再生器的规模庞大,其中的气固分布装置对整体性能有重要影响。与传统的冷模实验相比,对再生器整体和气固分布器局部的多尺度计算机模拟有利于更深入地了解其流动规律,高效便捷地考察不同结构设计与操作条件对气固分布的影响,辅助其优化设计。结合双流体模型和EMMS曳力模型,首先模拟了中石化现有3.5 Mt·a-1大规模清洁汽油生产装置的再生反应器,进而模拟并分析了基于同一工艺设计的7 Mt·a-1超大规模再生反应器内不同气体和固体分布器对流动与混合过程的影响。模拟结果表明:3环较2环分布器能有效改善气体分布的均匀性,但增加每个环上的气体入口数对其分布的改善有限;而对固体分布器,开孔率减小可增加其阻力,并在一定程度上改善混合性能。进一步讨论了研究分布环喷口处的气固流动与混合细节的必要性,初步展示了基于EMMS模型的离散颗粒模拟方法(EMMS-DPM)对其的有效性。

浆态床反应器中相含率及粒径分布的研究

以空气-水-石英砂体系为对象,研究了费托合成浆态床反应器中表观气速、平均淤浆浓度、床层轴向位置等因素对气含率、固体浓度轴向分布和粒径分布的影响,并通过实验得出了气含率与操作变量之间的关联式。

大型气液固循环流化床中相含率分布研究

试验以水和空气为气液相,煤粉为固相研究了操作条件对直径1m、高9m大型冷模三相循环流化床中相含率轴向分布的影响。采用压降法测定气含率,抽吸取样方法测定床层中固相的局部固体浓度。结果表明,在实验范围内固体颗粒在系统中分布均匀,处于良好流化状态;根据实验提出了预测固体浓度的模型,模型预测与实验数据相符很好,可供反应器实用设计参考。

沸腾床加氢反应器气液分布器结构优化研究

提出了一种沸腾床加氢反应器气液分布器结构,通过CFD数值模拟的方式对气液分布器的几何结构与性能之间的关系进行了详细分析。模拟结果表明:进气段斜孔结构主要为气相通道,气体垂直流入会阻碍液体向上流动,从而增加分布器压力降;泡罩多孔板结构会导致气泡的聚并生长,而且流体垂直撞击安装挡板会造成能量损失;泡罩斜管结构特点导致分布器的吹扫面积与几何结构类似,容易产生催化剂沉积。根据模拟结果,取消原结构中进口段的斜孔和出口处的多孔分布板,在泡罩下端开条缝,将斜管出口的开孔改为通缝结构,同时调整中心管部内孔板和条缝的相对位置,形成改进结构。通过模拟计算对比,改进结构较原结构具有更低的压力降和更大的影响区域,综合性能更佳。

基于固体颗粒尺寸分布的微孔滤膜堵塞机理分析

滤膜堵塞法是一种半定量的油液污染度检测方法,研究固体颗粒尺寸分布与滤膜堵塞机理的关系有助于该检测方法的定量化。利用AC细粉尘及煤粉配制了8种不同尺寸分布的悬浮溶液,选择了10μm、15μm两种不同尺寸的微孔滤膜,对其堵塞机理与溶液中固体颗粒尺寸分布的关系进行试验研究。基于膜孔尺寸将颗粒划分为可通过颗粒、敏感颗粒、架桥颗粒及易挡孔颗粒,将溶液恒压下通过微孔滤膜的流量衰减曲线与经典堵塞模型的堵塞指数相结合,分析不同类型颗粒在膜孔堵塞中的作用以及不同颗粒尺寸分布对应的滤膜堵塞机理。分析结果表明,微孔滤膜堵塞机理与溶液尺寸分布规律相对应,与膜孔尺寸的选择无关;溶液中的敏感颗粒越多,对滤膜的初始堵塞会越严重,越易形成滤饼;对于可通过小颗粒较多、敏感颗粒和架桥颗粒适量、易挡孔颗粒较少这种液压系统中常见的颗粒尺寸分布规律,微孔滤膜的堵塞以标准堵塞—滤饼过滤为主要机理。首次从颗粒尺寸分布的角度分析微米级滤膜堵塞机理,分析结果有助于建立滤膜通量与固体污染颗粒尺寸分布之间的关系,从而提高滤膜堵塞法的油液污染度检测精度。

圆环旋转粘性液膜射流三维不稳定性研究

利用线性稳定性理论进行了射流液体粘性对圆环旋转液膜射流稳定性影响的研究,推导出了三维扰动下具有固体旋涡型速度分布的圆环旋转粘性液膜射流的色散方程;在此基础上进行了类反对称模式与类对称模式下的圆环旋转粘性液膜射流的三维不稳定性分析。研究结果表明,在类反对称模式下,液体粘性超过一定值后,射流最大扰动增长率随液体粘性的增加而迅速减小;轴对称模态的射流特征频率产生一个突降变化;随液体粘性增加,轴对称模态不稳定波数范围减小,非轴对称模态不稳定波数范围呈现出先减小后增大趋势。在类对称模式下,液体粘性对射流最大扰动增长率的影响主要体现在对非轴对称模态的影响上;液体粘性只在粘性较大时才会对非轴对称模态射流特征频率产生一定影响;液体粘性超过一定值后,轴对称模态与非轴对称模态的不稳定波数范围都会快速下降。

氧热法电石合成气流床反应器的流动特性

针对氧热法电石合成的电石生成吸热和碳燃烧放热耦合特点,构思并研究了适用该过程的两相气流床反应器。采用空气-氯化聚氯乙烯(CPVC)-磷酸钙颗粒[Ca3(PO4)2]模拟物系,实测了不同喷射气速、固体颗粒进料速度情况下气流床床层内局部气速的轴径向分布、固体颗粒浓度的轴径向分布。结果表明:床层局部气速沿反应器轴向高度的增大而减小,并在轴向位置H=0.90 m时达到最小;在同一喷射气速下,床层局部气速沿反应器径向分布随着无因次半径r/R的增加而减小;当喷射气速Ug在68.80 m/s到98.29 m/s之间变化时,固体颗粒浓度在床层轴向位置上先增大后减小,并且其值在H=0.40 m时最大;同一进料速度下,在反应区固体颗粒浓度从床层中心到床层壁面处一直在增大。上述结果表明,电石生成反应与燃烧供热反应原位耦合于气流床中是可行的。

圆环旋转黏性液体射流空间不稳定性研究

利用线性稳定性理论,进行了液体黏性对不同旋转强度下圆环旋转液体射流空间不稳定性影响的研究.在推导出的三维扰动下具有固体涡核型旋转速度分布的圆环旋转黏性液体射流色散方程的基础上,针对中低速射流,进行了类反对称模式与类对称模式下圆环旋转黏性液体射流的空间不稳定性分析.研究结果表明,对于旋转强度较大的圆环旋转液体射流,液体黏性的增加,不利于射流的破碎;随着液体黏性的增加,射流的特征频率和最不稳定波数减小.然而,对于旋转强度较小的圆环旋转液体射流,液体黏性的增加,有利于射流的破碎;随着液体黏性的增加,类反对称模式下射流特征频率先减小后增大,类对称模式下射流特征频率增大;随着液体黏性的增加,类反对称模式下射流最不稳定波数先减小后增大,类对称模式下射流最不稳定波数增大.

基于数值计算的浮选机内颗粒流动行为研究

浮选机内矿浆动态流动性能研究对于优化浮选机具有重要意义。利用CFD数值模拟方法研究了浮选机内矿浆动态流动特性,并讨论了不同粒径矿石颗粒的分布特点,矿浆的动态流动并未破坏浮选机的循环流场结构,固相颗粒也形成了循环特征流场。单一固相粒径分析表明,随着给矿粒径的增加,浮选机槽底的沉积现象加重。多固相粒径分析表明,浮选机对不同粒级颗粒的提升能力和搅拌混合能力是不同的,为提高粗颗粒的回收能力,需要提高颗粒的提升高度。