脉动流化床内青刀豆颗粒的混合特性数值模拟

青刀豆一般采用流化床装置进行速冻。为了解决其床层堵塞和聚集不良的问题,进一步提高青刀豆的混合效率,课题组建立了三维混合脉动流化床模型,将计算流体力学与离散单元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)相结合,探究1,2,4和8 Hz 4种不同频率的脉动进口风速下青刀豆颗粒的流化混合情况。仿真结果表明:脉动流化床对于青刀豆颗粒混合具有一定改善作用,青刀豆颗粒的轴向混合强于径向混合,4 Hz时颗粒混合标准偏差值最小;当进口风速的频率接近颗粒的自主振动频率时,床层膨胀最明显,出现类似“共振”的现象;2 Hz时颗粒径向、轴向混合效果最佳,频率过大或过小对于流态化增强效果不明显。

脉动流化床的空气动力学特性与干燥特性(英文)

对小麦、大豆、豌豆种籽进行了一系列干燥试验,通过试验结果对脉动流化床干燥的空气动力学特性和干燥特性进行了分析。提出了干燥速率与干燥介质温度、气流表观速度、床层静止高度、气流脉动频率以及气流分布板开孔率之间的关系,同时也得出了床层压降与床层静止高度的关系。

空气重介质脉动流化床流化特性研究

为研究脉动流化床的流化效果,对不同脉动气流参数条件下脉动流化床和传统流化床的流化特性进行了对比试验,并分别对流化曲线、流化床床层压降以及床层中心点密度波动进行了分析。结果表明,脉动流化床在临界流化状态时,床层压降变化平稳,流化曲线不会出现凸峰。脉动流化床中床层压降波动显著小于传统流化床,其床层密度的稳定性更高,相同流化数(流化床工作气流速度与起始流化速度的比值)时,脉动流化床具有更低的床层密度。

脉动流化床中气—固传热特性及干燥特性的研究

分析了脉动流化床中气—固传热特性及干燥特性.研究表明脉动流化床中物料的运动状态,可以看作是其平动、振动和旋转运动的叠加.在一定的气流速度下,处于旋转运动物料的传热效果要比振动物料的传热效果好.将Ranz-Marshall公式应用到在脉动流化床气—固传热系数的计算中,有其局限性.气流温度是影响干燥过程降水幅度的重要参数,床层静止高度及脉动频率对干燥过程的影响很小.当气流速度等于或高于最小脉动流化速度时,床层内的温度分布均匀一致,脉动频率对温度分布的影响很小.

空气重介质脉动流化床试验参数的研究

为进一步提高空气重介质流化床分选精度和操作灵活性,将脉动气流引入空气重介质流化床对-13+6 mm煤炭进行分选试验,考察气流速度、脉动气流频率和床层高度等因素对分选效果的影响规律,并通过正交试验确定空气重介质脉动流化床中煤炭分选最佳操作条件。

脉动流化床内换热面与床层的传热特性分析

在大颗粒气固流化床中,颗粒的随机运动、颗粒之间的相互碰撞对颗粒传热影响较大.对脉动流化床内换热面与床层的传热特性进行了试验研究,试验中观察到的脉动床最大传热速率比普通流化床的传热速率提高15%左右,对于较大直径的颗粒,脉动流化床的传热效果更突出;在实际操作过程中,选择合理的床层静止高度和气流脉动频率对提高传热系数有利.

脉动流化床床层的膨胀与混合

本文分析了脉动流化床床层膨胀与混合的特点。认为对应于同样的气流量,脉动流化床的床层膨胀率要比普通流化床高,床层颗粒的偏析现象明显降低;推导了脉动床床层膨胀的数学模型。

脉动流化床传热特性

在讨论脉动燃烧对传热特性影响的基础上,基于脉动流化燃烧概念,试验研究了脉动流化床中的传热特性,得到不同空截面风速、静止床层高度和声波扰动下的传热系数,并与同一运行参数条件下非脉动流化床及纯气流脉动燃烧器中的传热特性进行对比.总结影响脉动流化床传热特性的各种因素,分析不同运行参数对传热的影响作用.

脉动流化床内球柱形颗粒流动行为研究

本文结合离散单元模型和计算流体力学方法对脉动流化床内气固流动特性进行数值模拟。结果表明,脉动气流的波形和振幅对球柱形颗粒的流动行为有明显的影响。方波脉动气流作用下的时均颗粒总平动和旋转动能最大,其次是正弦波脉动和三角波脉动,恒定气流下的最小。功率谱分析结果可以发现方波气流下主频幅度最大,其次是正弦波、三角波和恒定气流。此外,方波气流的脉动振幅越大,时均颗粒总平动和旋转动能越大,压降功率谱主频的幅值越大。

脉动液固流化床分选机分选性能试验研究

脉动液固流化床分选机是一种结构简单、分选效果较好的分选设备,其性能能够吻合粗煤泥本身的粒度范围窄、需要低密度分选的特点。文章介绍了脉动液固流化床分选机的工作原理,重点分析了脉动水流的影响机理。再通过设计的单因素试验,采用气煤为煤样,对1～0.25mm范围内的粗煤泥进行分选,分别研究了上升水流量、给料速度、入料浓度以及脉动水流对脉动液固流化床分选机分选效果的影响规律。

脉动液固流化床分选机流场的计算流体力学模拟

介绍了一种新型的粗煤泥分选设备及其工作原理,并在试验研究的基础上,应用Fluent软件对脉动液固流化床分选机内部流场进行了三维数值模拟,结果表明:颗粒的运动行为与其密度、粘度、粒度大小等有关,在上升水流作用下,颗粒群进入分选区后迅速实现分层、分选,表明该分选机分选粗煤泥是可行的。但该机也存在溢流短路几率较大、分选机底部返混等问题,因此应当改进入料管和布水板的结构,以达到优化分选机的目的。

玉米脉动流化干燥数学模型的建立与验证

通过分析和试验研究,认为模型MR=(M-Me)/(M0-Me)=exp(-ktN)能较准确的描述玉米在脉动流化床干燥中的水分变化规律。模型中的系数k和N主要受干燥器入口风温、风速、脉动频率和床层高度的影响。采用四因素的二次回归正交组合设计来拟合系数k、N与上述4个因素的关系,建立了脉动流化床上干燥玉米的回归数学模型。通过试验确认回归数学模型可以较准确的预测玉米在脉动流化床干燥中的水分变化。

气流脉动流化干燥试验研究

对几种物料进行了气流脉动流化干燥试验，通过试验结果分析了不同风温、风速，不同的气体分布板开孔率，不同的脉动频率对脉动流化干燥过程的影响；找出了试验所用物料的脉动流化干燥的较佳频率；进行了普通流化床干燥、脉动流化床干燥的对比试验。

脉动气流辅助流化下双组分颗粒的混合特性研究

脉动流化对气固接触和热质传递有一定的优势。分别以相同密度不同粒径以及不同密度相同粒径两类颗粒体系为研究对象,以Ashton混合指数和沉积组分分布为评定依据,实验研究了不同脉宽比下脉动气流辅助流化对颗粒混合程度的影响,并与普通流化床进行了比较。结果表明:在平均气速较低的情况下,添加辅助脉动气流有助于促进颗粒混合,同时得出颗粒密度差别对双组分颗粒混合的影响大于颗粒直径差别对其的影响。

脉动液固流化床分选性能的正交试验研究

在试验研究的基础上对脉动流化床的分选性能进行了正交试验,上升水流量、给料量及入料浓度3个影响因素,每个因素取3个水平,按L9(34)正交试验方案,设计制作了9组试验,研究了三者对降灰比、数量效率和可燃体回收率的影响顺序及显著性水平。试验结果表明:上升水流量对分选性能影响最大,给料量对分选性能影响比较大,入料浓度对分选性能影响最小,并与实验室单因素试验结果比较,验证了正交试验的可靠性。

基于脉动气流的不同颗粒流化特性研究

为了获得更适合细粒煤分选的介质,降低分选误差,为提高分选效果提供理论依据,利用脉动流化床,通过控制气流的脉动频率及气流速度,分别测量Geldert A、B两种颗粒组成床层的压力波动和密度特性,研究床层颗粒的流化效果。结果表明:Geldert A类颗粒的流化特性曲线中由于颗粒相互粘附出现的突破点随着脉动频率增加消失,在脉动频率为3.49 Hz时,最小流化速度的极小值为5.68 cm/s,Geldert B类颗粒在脉动频率为5.24 Hz时,最小流化速度的极小值为10.0 cm/s,Geldart A类颗粒易于流化;Geldert A类颗粒压力信号受气泡及气流干扰出现二次波动,压力信号由床层底部到顶部幅值出现耗散,幅值降低,波形混乱,周期性不明显;此外,两种颗粒密度标准差随频率及气速的增大均先减小后增大,Geldert A类颗粒密度标准差较Geldert B类小,床层均匀性好。

振动流化床中流动结构的混沌分析

在内径 90mm、静床高 80 0mm的高床层流化床中 ,用动态压力传感器检测了不同气速条件下普通流化床和振动流化床中沿轴向的压力脉动信号 ,通过小波变换对信号除噪后 ,用混沌理论对信号进行了分析 .通过关联维数和Kolmogorov熵定量表征振动流化床中的流动结构特征 .结果表明 :压力脉动信号的关联维数和Kolmogorov熵能够描述振动流化床中的流化状态 ;振动流化床中床层的流动结构存在两个区 ,在近分布板区域为射流区 。

细粒褐煤脉动气固流化床干燥分选协同提质

煤炭的清洁高效利用是能源领域长期发展的要求.脉动流化床传质传热效率及分选精度高,可对褐煤实现有效的脱水提质.基于热态脉动空气重介质流化床流化试验,研究了不同操作条件对流化床密度及密度稳定性的影响规律和细粒褐煤的干燥脱水效果,并对-6+1 mm细粒褐煤进行了干燥分选协同提质试验.结果表明:增大气流速度、温度及脉动频率,均可提高细粒褐煤的干燥速率,影响床层密度及其稳定性.在温度与脉动能量的耦合作用下,干燥分选同时进行,水分灰分协同脱除,最佳干燥分选条件为温度T=120℃,气速u/u_(mf)=1.3,脉动频率f=4.36 Hz.在最佳条件下对-6+1 mm褐煤进行分选,可能偏差E值可低至0.16 g/cm^(3),精煤发热量可达18.670 kJ·g^(-1),能够达到脱水脱灰一体化的要求.这为细粒褐煤的脱水提质提供试验基础.

固体燃料的脉动燃烧技术

在分析脉动燃烧概念、特点和应用基础上,对Rijke型脉动燃烧器燃用固体燃料时的脉动燃烧特性、传热特性和产物生成特性的试验研究进行总结并分析讨论,可以看出脉动强化了气流与颗粒间的传热、传质,具有燃烧效率高、传热效果好、污染物排放少的优点,是一种高效节能低污染的燃烧方式。最后提出了将脉动燃烧和流化床技术相结合的脉动流化床燃烧技术。