液-固流化床中液速分布与颗粒循环流动

通过理论分析和实验研究考察了液-固平板流化床中颗粒流和液流的运动规律,提出了将分散的颗粒流连续介质化的假设和基于容积通量的流体力学表达方式,建立了液体流动和颗粒循环流动的数学模型并定义了颗粒流与液流的有效粘度。理论计算表明,液体通量的径向分布为抛物线,液流有效粘度和液含率与表观液速有关;颗粒通量的径向分布也为抛物线且颗粒上流区与回流区的分界点在0.577D,循环流动强度取决于液含率和液体密度,但颗粒循环分界点的位置与颗粒类型和操作液速无关。实验观察支持模型预测结果。

液-固流化床中单个变形气泡的上升速度

以气泡在上升运动过程中的受力分析为基础 ,建立了描述单个变形气泡在液 -固流化床中上升速度的理论模型。应用该模型分别对球形和球帽形气泡在液 -固流化床中的上升速度进行了计算 ,并将计算结果与在不同的床内压力、温度与颗粒相体积分数下气泡上升速度的实验测量数据进行了比较。

液-固流化床回收废旧印刷电路板金属研究

采用液-固流化床对废旧印刷电路板资源化利用进行研究,通过分析颗粒在流化床中的运动机理,计算不同颗粒在流化床中的沉降末速度,并探讨影响颗粒沉降末速度的因素。结果表明,颗粒干扰沉降末速度随着颗粒密度和粒度的增大而增大,随着颗粒体积分数的增大而减小;对不同粒级不同给料量进行分选,随着上升水速的增大,金属回收率随之下降,品位随之提高;在实验范围内,给料量对液-固流化床中金属与非金属的分选效果基本无影响。

液-固流化床回收印刷线路板中金属的研究

根据废弃印刷线路板中材料密度不同，采用水介质流化床对印刷线路板粉末中的金属进行回收，对0．25—0．177、0．177～0．104、0．104～0．074和一0．074mm4个粒级范围内的物料进行分选试验。试验结果表明，在上述4个粒级范围内，随介质流速的增大，金属回收率降低；金属回收率叩与实际操作速度（u。）和颗粒终端沉降速度（u1）的比值妒（ua／u1）存在一定线性关系，分析模拟了η与φ之间的相关性方程，外推试验的结果证明了相关性方程的可靠性；在合适的操作条件下，各粒级范围内金属的回收率分别为95．02％、90．07％、87．5％和92．68％。

小型气-液-固流化床液相的停留时间分布

采用脉冲示踪技术,研究了3 mm床径的小型气-液-固流化床内液相停留时间分布。以KCl为示踪剂,液相为去离子水,气相为空气,固相为平均粒径0.123~0.222 mm的玻璃微珠和氧化铝颗粒,测量流化床出口液相的电导率,得到其停留时间分布曲线。结果表明,增大表观液速和表观气速,分布曲线变窄,平均停留时间缩短,Peclet数增大;固相的存在使液相的平均停留时间增长。表观液速1.96~15.70 mm?s^(-1),表观气速1.18~1.96 mm?s^(-1)的条件下,流动接近层流;平均停留时间的范围为(19.6±0.34)s^(48.0±0.92)s,建立的Pe经验关联式对实验结果有较好的预测,偏差在±25%以内。研究结果对于小型三相流化床的设计放大具有指导意义。

液-固流化床中滤料流场及固含率分布

用PV4A测速仪和CFD数值模拟的方法对液-固流化床内滤料(固体颗粒)的流动行为进行了研究,得出了流化床内滤料的流场分布状况。试验结果表明:流化床中铜锌合金(KDF)滤料的运动速度和固含率随流化床高度的增加分别呈现出先上升后下降的趋势;而沿径向从中心至管壁则呈下降趋势。模拟结果显示的固相运动速度和体积分率的轴径向分布趋势与试验测定结果基本吻合。

液-固流化床颗粒流态化特性实验研究

为了研究具有高耐磨性、高腐蚀性等特点的固体颗粒在液-固流化床的颗粒流态化特性,采用不同粒径的氧化铝、氧化锆、轴承钢在垂直玻璃圆柱形立管中进行实验,研究液-固流化床中颗粒的最小流态化速度。实验结果得到5种不同颗粒的最小流态化速度,将实验值与经验公式计算值进行比较,验证传统经验公式的计算精度与实验数据的可用性,以及颗粒密度和颗粒粒径对最小流态化速度的影响规律;根据实验结果,采用最小二乘法,在传统经验公式的基础上提出一组新的修正系数,用以计算粒径较大的固体颗粒的最小流态化速度。当直径大于2.5 mm、临界雷诺数大于175时,此式计算精度更高。

外循环液-固流化床热交换器稳定性研究

通过建立外循环液-固流化床热交换器实验台和进行大量实验,得出了喷嘴的结构尺寸和安装位置等因素对外循环液-固流化床稳定性的影响规律。

液固提升管-流化床组合反应器中流化床径向固含率分布的实验研究

在一套新型液固提升管-流化床组合反应器中,以水-玻璃珠为液-固体系,对φ500mm×4000mm的液固流化床反应器内不同高度颗粒固含率的径向分布进行了实验,考察了表观液速和颗粒循环速率操作条件对颗粒固含率径向分布的影响.实验表明,液固流化床内流动区域在轴向上可以划分为分布器影响区、过渡区和均匀流化区,径向上可以划分为中心区和环隙区.这种分布特征主要取决于分布器的结构、尺寸及其流化介质.本工作还对液固流化床与气固喷动床的三区流动结构进行了比较.

(气)-液-固循环流化床的研究进展

液-固(L-S)和气-液-固(G-L-S)循环流化床与传统流化床相比具有许多优点。但对L-S和G-L-S循环流化床的研究报道与气-同循环流化床相比较少。由于新加工过程和生物技术的兴起,拓宽了L-S和G-L-S循环流化床的应用新领域。为了理解和掌握这两种液相循环流化床的流动特性,对其近期的研究进展进行了回顾,并对其在生物化工中的应用前景进行了展望。

气-液-固三相循环流化床局部相含率分布

应用自行开发的微电导探针测试技术,以玻璃珠(dp=0·48mm,ρs=2460kg·m-3)和苯乙烯颗粒(dp=1·45mm,ρs=1264kg·m-3)为固相,空气为气相,水及0·05%、0·20%(质量)SCMC(羧甲基纤维素钠)水溶液为液相,对三相循环流化床(TCFB)的各相局部含率进行了同时测定.考察了不同表观液体速度、辅助液体速度、液体黏度及颗粒密度对局部相含率轴径向分布的影响.在不同操作条件下,获得了1286套局部相含率实验数据.给出了局部固含率和局部气含率与操作条件、流体物性及床层轴径向位置的关联式,关联式的计算值与实验值吻合较好.

汽-液-固三相流化床蒸发器浓缩食品液体的实验研究

介绍了三相流化床蒸发器的结构特点 ,对其传热和防、除垢性能进行了研究 ;论述了把汽 -液 -固三相流化床蒸发器应用于食品液体浓缩的可行性。研究结果表明 :汽 -液 -固三相流化床蒸发器具有良好的传热和防、除垢性能 ,在食品工业中具有一定的应用前景。

水平双管程液-固循环流化床中颗粒分布和压降

为促进流化床换热防垢节能技术在水平双管程换热器中的应用,设计和构建了一套冷模透明水平双管程液-固循环流化床换热装置。以水和聚甲醛颗粒为工质,利用电荷耦合器件(CCD)图像测量和处理系统及压差传感器,考察了颗粒加入量(0.50%~1.25%)和循环流量(6~11 m^(3)·h^(-1))对颗粒分布和压降的影响。结果表明:上管程的颗粒分布更为均匀,下管程内存在"死区",上、下管程的固含率均沿重力方向增大。上管程的颗粒分布不均匀度随循环流量的增加而波动,下管程则先迅速增大再逐渐减小。上、下管程的颗粒分布不均匀度均随颗粒加入量的增加而波动。压降比率随循环流量和颗粒加入量的增加而波动,在实验范围内的最大值为18.3%。绘制了操作参数对颗粒分布和压降影响的三维图,以确定较适宜的操作参数范围。

液-固下行循环流化床中的颗粒碰撞行为

设计并构建了一套冷模液-固下行循环流化床蒸发器,考察了颗粒对壁面的碰撞行为随轴向位置和操作参数的变化规律,以便更好地揭示循环流化床强化传热和防、除垢的机理。实验中,选用水和不同粒径的聚甲醛颗粒和玻璃珠作为工质,对不同颗粒加入量(0~2.0%)和循环流量(2.15~5.16 m^(3)·h^(-1))下的碰撞加速度信号进行了功率谱密度、峰度和标准偏差等频域和时域分析。研究结果表明:液相和固相碰撞加速度信号的频率范围分别为0~2000 Hz和6000~16000 Hz。沿着下行床的轴向位置从上到下,颗粒对壁面碰撞加速度信号的标准偏差先减小,后增大;峰度增大。随着颗粒加入量和循环流量的增加,标准偏差增大,峰度减小。颗粒加入量较低时,标准偏差随着聚甲醛颗粒粒径的增加先减小、后增大;而峰度随着粒径的增加明显增大。颗粒加入量较高时,标准偏差和峰度随着粒径的增加而增大,但增大的幅度较小。玻璃珠的标准偏差较小,但峰度明显高于聚甲醛颗粒。构建了操作参数对颗粒碰撞行为影响的三维图。研究结果有助于促进流化床换热防垢节能技术的工业化应用。

液－固流化床的流体流动和颗粒循环模型

基于对流动特性的观察，从二相流理论出发，提出了流体流动和颗粒循环模型，在φ１０４ｍｍ×１５００ｍｍ的流化床内，以水为流化介质，通过微机连续测定示踪剂浓度，得到不同颗粒体系，不同液体速度下床层内液体的平均停留时间分布和颗粒循环的平均速度，确定了模型参数，并给出了关联式，从而得到床层内径向流体速度分布和颗粒循环运动速度分布以及流体运动与颗粒运动之间的相互影响的关系式。将拟合结果与实验值比较，证实了模型的可行性及其新颖性，该模型较好地反映了液－固流化床内液体运动和颗粒运动的实际情况。

液-固脉冲流化床中浓度波传播与衰减

采用数值计算和实验验证相结合的方法研究液固脉冲流化床中浓度波的传播和衰减. 当脉冲开半周期T2和闭半周期T1都远大于颗粒弛豫时间tp时,两相的惯性力之差在一个周期的绝大部分时间中相对于重力很小,可忽略,这时由双流体模型的动量方程可推导出推广的RichardsonZaki公式,双流体模型简化为局部平衡模型. 采用五阶精度WENO格式求解浓度波传播方程,得到了脉冲流化过程中浓度波传播与衰减的规律,与实验结果符合良好.

液体粘度对气液固三相循环流化床颗粒循环速度和流型特征速度的影响

实验的三相循环流化床以玻璃珠(dp=0.48mm,ρs=2460kg?m?3)和苯乙烯颗粒(dp=1.45mm,ρs=1264kg?m?3)为固相,空气为气相,水、0.05%、0.20%(mass)CMCS(羧甲基纤维素钠)水溶液为液相。实验研究了液体粘度、表观液体速度、表观气体速度、辅助液体速度及颗粒密度对颗粒循环速度的影响。随着液体粘度的增加,颗粒循环速度增加;随着表观液体速度和辅助液体速度增加,颗粒循环速度都增加;随着表观气体速度的增加,颗粒循环速度减小。低密度颗粒系统同高密度颗粒系统相比,低密度颗粒系统能提前从三相传统流型进入三相循环流型。实验还研究了液体粘度对低密度颗粒的起始液体速度和过渡液体速度的影响,为得到三相循环流化床的流型图提供了可靠的依据。

汽—液—固三相流化床蒸发器浓缩食品液体的实验研究

在食品生产过程中，一些食品液体常常采用蒸发浓缩方法除去部分水分。由于食品液体大多为热敏性食物，浓缩过程中既要提高产品浓度，又要最大限度的保护产品有效营养成分不被破坏，常常会出现加热壁结垢等问题，这不仅影响了传热性能，而且大大影响产品品质，可见采用何种形式的蒸发设备和工艺是一个很重要的问题。随着现代工业技术的发展，蒸发作为一种重要的单元操作，其技术不断的改进和创新。汽—液—固三相流化床蒸发器就是近年来发展起来的一种新型、高效蒸发设备。

基于神经网络的沸腾传热系数建模——三相循环流化床麦草浆黑液蒸发器

利用MATLAB神经网络工具箱建立了10×5×1的三层BP神经网络模型,仿真三相循环流化床麦草浆黑液蒸发器的三相流沸腾传热系数。比较了BFGS quasi-newton算法、LM 算法、BR算法和GD算法的误差之后,选择LM算法训练网络。训练结果表明:该模型学习速率快,训练步骤少,逼近程度高,最大偏差小于5%。

提取冷水凝固热的热泵系统技术方案

综述了目前凝固热热泵系统的研究现状,提出了一种提取人工热源中冷水凝固热的热泵系统。阐述了系统结构与运行原理,并分析了系统的关键问题与经济性。分析结果表明,提取冷水凝固热热泵系统具有较好的应用前景。