关键参数对CFB颗粒体积分数与温度的综合效应分析

关键参数的科学设定对循环流化床反应器的稳定、高效运行至关重要,是反应器性能优化的重要基础。本文应用数值模拟技术对循环流化床反应器进行了三维全回路仿真,并将仿真结果与试验数据进行了对比分析。在此基础上,针对关键参数(粉煤粒径、氧气速率和床料藏量)对循环流化床反应器内颗粒体积分数与温度的综合效应进行了分析。应用响应面分析法,总结了各因素间的交互作用与目标变量间的相关性。结果表明:氧气速率对反应器内颗粒体积分数和温度均有显著影响;粉煤粒径仅对颗粒体积分数有显著影响;床料藏量对颗粒体积分数有显著影响,对温度影响较弱;粉煤粒径与氧气速率的交互作用对反应器颗粒体积分数影响较为显著。在实际的工程应用中,可考虑调整氧气速率和改变粉煤粒径以提高循环流化床反应器物料循环效率。此外,可通过调整氧气速率来控制循环流化床反应器内的温度变化。

颗粒体积分数对V型球阀特性的影响

为改善阀门的特性,提高管道的输送效率,采用数值模拟的方法分析V型球阀的特性在气固两相流情况下随颗粒体积分数的变化。结果表明:随着颗粒体积分数的增大,V型球阀的流量系数减小,流阻系数增大,管道和阀门内的压力增大;在不同阀门开度下,颗粒体积分数发生变化对流体速度的影响均不明显。

关键工艺参数对CFB颗粒体积分数与温度综合效应分析

关键工艺参数的科学设定对循环流化床反应器稳定高效运行至关重要,这也是反应器性能优化的基础。应用数值模拟技术对循环流化床反应器进行了三维全回路仿真,并将仿真结果与实验数据进行对比分析。在此基础上,针对关键工艺参数(颗粒粒径、入口气速和物料藏量)对循环流化床反应器内的颗粒体积分数与温度效应进行了综合分析。结果发现:入口气速对反应器内颗粒体积分数和温度均有显著影响;颗粒粒径仅对颗粒体积分数有显著影响;物料藏量对颗粒体积分数和温度的影响效果均不显著。因此,在实际的工程应用中,可考虑调整入口气速和改变粒径大小以提高循环流化床反应器物料循环效率。此外,可优先考虑适当的入口气速来提高循环流化床反应器的温度效应。

颗粒体积分数对Al_2O_3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

在前期研究工作的基础上 ,着重讨论了不同颗粒体积分数对 Al2 O3/钢基复合材料 90 0℃下高温磨料磨损抗力的影响。结果表明 :适当的颗粒体积分数 (39%左右 )的复合材料因颗粒对基体保护好 ,起主要抗磨作用 ,因而高温抗磨性较好 ;

加压循环流化床气固流动特性实验研究Ⅰ:颗粒体积分数分布特性

针对加压煤气化和化学链燃烧的发展需求,建立了一种加压循环流化床的冷态实验装置,研究了不同操作压力(0.1～0.5 MPa)下,平均粒径为137μm、密度为2 490 kg/m3的Geldart B类颗粒在提升管内的压降和表观颗粒体积分数分布特性.实验结果表明,上升管压降随固气质量比的增大而线性增加,增加的速率随操作压力的增加而增加,且基本不受操作气速和固体通量的影响.加压条件下,表观颗粒体积分数呈上小下大的分布,且随固体通量的增加而增加,随标态表观气速的增加而减小.在固体通量和操作气速一定的情况下,增加操作压力可以显著提高上升管内表观颗粒体积分数,并使其轴向分布更加均匀.

农田土壤颗粒尺寸分布分维及颗粒体积分数的空间变异性

盐渍土膜下滴灌过程中的土壤理化性质存在空间变异性,对灌溉管理有一定影响。该文根据3个不同尺度下土壤采样及颗粒尺寸分布(PSD)测定结果,探讨了土壤PSD分维和颗粒体积分数之间的定量关系,分析了各尺度和综合尺度下土壤PSD分维和颗粒体积分数的经典统计特征和地质统计特征,根据颗粒体积分数的半方差函数计算了不同尺度颗粒体积分数的分形维,并做出了等值线图。研究表明,土壤PSD分维与黏粒的体积分数呈正相关关系,黏粒体积分数增大引起PSD分维增加的原因在于细颗粒的比表面积比粗颗粒的大;各尺度土壤PSD分维及颗粒体积分数均无强变异特征;不同尺度下土壤PSD分形维的半方差函数中块金和基台值均非常低;50m尺度土壤PSD分维和黏粒体积分数的等值线图具有类似的集中度和走势,而砂粒体积分数和粉粒体积分数则具有相反的集中度和走势。该研究说明土壤PSD分维和颗粒体积分数都有一定的尺度依赖性。

颗粒体积分数对WC/铁基表面复合材料冲蚀磨损性能的影响

采用负压铸渗工艺制备了WC/铁基表面复合材料 ,分析其组织结构 ,着重研究了WC颗粒不同体积分数对WC/铁基复合材料抗冲蚀磨损性能的影响。结果表明 ,适当的颗粒体积分数 (3 6%左右 )的复合材料因颗粒对基体保护好 ,起主要抗磨作用 ,因而抗冲蚀磨损性能高 ;

颗粒体积分数对深海采矿提升泵工作性能影响分析

为研究颗粒体积分数对深海采矿提升泵工作性能影响,采用RNGκ-ε湍流模型与Hinze-Tchen颗粒湍流粘性系数模型,对提升泵内固液两相流进行数值模拟,比较不同的颗粒体积分数对提升泵内压力、颗粒浓度分布的影响,进而分析颗粒体积分数对扬程、效率等工作性能的影响,为提升泵的优化设计提供理论依据。研究结果表明:随着颗粒体积分数的增加,泵内浆体总压逐渐下降,扬程随之减小,叶片与导叶表面上平均颗粒浓度均有一定幅度的上升,颗粒与叶片、导叶表面之间以及颗粒间的碰撞几率增大,流体运动趋向更加复杂,流动更加絮乱,因而加大水力损失,降低泵的效率。实验表明数值模拟与实验结果基本吻合,证实了数值模拟方法的可行性及准确性。

软性磨粒流中颗粒碰撞和颗粒体积分数对磨削效果的影响

结构化流道中加工壁面的切削情况与流道中的颗粒对壁面的压力(WPP)有着密切联系,而颗粒碰撞恢复系数(RCPC)和颗粒体积分数(PVF)是影响WPP的主要因素.结合硬球模型和Preston切削方程建立了数学模型;利用欧拉-拉格朗日条件下的颗粒轨迹模型(DPM),对锯齿形直流道的加工壁面在不同RCPC值及不同PVF值的情况下进行数值模拟;使用粒子图像测试系统(PIV)对锯齿形直流道内不同PVF值的颗粒运动进行跟踪分析.结论表明,RCPC值或PVF值的提高都能增大WPP,而WPP增大可以有效提高切削的效果.且相同条件下,不同位置壁面的WPP差异很大,顶部壁面及侧壁面边界层剪切力作用会显著影响颗粒速度,导致WPP明显减小.

密相输运床径向颗粒体积分数分布的研究

在提升管高17 m,内径0.102 m的密相输运床冷态实验装置中,采用B类石英砂颗粒,针对径向颗粒体积分数分布进行了研究。结果表明,径向颗粒体积分数分布不均匀:提升管中心至近壁面附近(r/R=0—0.7),颗粒体积分数较低且基本一致;近壁面处(r/R=0.7—0.9)颗粒体积分数显著升高;壁面附近(r/R=0.9—0.97)达到最大。增加固体循环流率或降低提升管气量,各径向位置颗粒体积分数都增加。其中壁面附近最为明显,提升管中心至近壁面附近变化较小。文中建立了径向颗粒体积分数分布描述关系式,对于A类颗粒和B类颗粒实验结果都能较好地预测。

油-水旋流器颗粒体积分数及粒级效率数值模拟

为了研究油-水旋流器颗粒体积分数分布规律,应用计算流体力学数值模拟软件CFD,将湍流雷诺应力模型和多相流混合模型相结合,分别对单一直径颗粒分散相和由不同直径颗粒组成的分散相中颗粒体积分数和粒级效率进行模拟计算,得到油相云图、颗粒体积分数和粒级效率曲线。对比分析结果表明:油-水分离主要在锥段进行,轴心油核的大小随颗粒直径的变化而不同;大颗粒受到径向力作用大,容易分离;小颗粒受到水相阻力作用大,易从底流口排出;颗粒直径越大,分离效率越高。该结构旋流器对直径大于30μm颗粒分离效率较高。

卧式循环流化床锅炉压降和颗粒体积分数分布

为了研究卧式循环流化床(Horizontal Circulating Fluidized Bed,HCFB)内的气固流动特性,在带漩涡分离器的HCFB冷态试验台上,以颗粒粒径为87μm、170μm和211μm的玻璃珠为试验物料,采用压差传感器和光纤测量仪研究了颗粒粒径和表观气速对床内压降和颗粒体积分数分布的影响.结果表明:炉膛压降主要发生在主燃室,占总压降的90%左右,副燃室和燃尽室的压降很小;主燃室沿程压降和轴向颗粒体积分数均呈指数分布,横向颗粒体积分数呈"环-核"分布;副燃室的颗粒体积分数呈严重偏向的左稀右浓分布,而燃尽室的颗粒体积分数始终很低;随着颗粒粒径的增大,表观气速需分别至少达到1.25m/s、1.50m/s和2.00m/s时才能获得循环流态化状态.

磁流变抛光液磁性颗粒体积分数在线检测装置研制

分析了互感法检测磁流变抛光液中磁性颗粒体积分数的基本原理,并研制出相应的原型装置。该方法的测量输出电压与抛光液磁性颗粒体积分数呈线性关系,磁性颗粒体积分数变化1%时输出电压变化约23.4 mV,测量结果与抛光液流量大小无关。可以实现对常用磁流变抛光液中磁性颗粒体积分数的在线检测,为实现磁流变抛光过程中抛光液成分的稳定控制提供测量基础。

偏置出口循环流化床内颗粒体积分数分布的测试

为了研究不同床体布置结构对循环流化床内气固流动特性的影响,在截面为0.35m×0.48m、高4.9m的循环流化床实验台上,以平均粒径为366.2μm的玻璃珠为床料,采用PC6D反射式光纤探针对不同轴向高度截面上不同径向位置处的局部颗粒体积分数分布进行实验测量.采用数值插值和时序分析的方法对测量结果进行分析后发现:床内结构的布置对炉内气固两相流动的影响明显,底部炉膛单侧渐扩结造成颗粒体积分数的径向分布不均,后墙侧颗粒体积分数明显高于前墙侧;受炉膛矩形截面的影响,炉膛截面长边处的颗粒体积分数明显低于短边处的颗粒体积分数;稀相区偏置炉膛出口的布置破坏了炉内气固流动的环核结构,在炉膛左墙和后墙侧形成了颗粒的局部高体积分数分布.利用时序分析的方法对颗粒体积分数瞬时信号进行分析.结果表明,在该工况条件下炉膛底部的气固流动在微观结构上为不稳定的两相结构,在过渡段环核结构的交界位置气固作用最剧烈,颗粒体积分数波动较大.

炭素原料颗粒体积密度和孔隙率的测定

本研究参照ISO推荐的方法,对一些固体炭素原料的颗粒体积密度和孔隙率进行了测定,并探讨了炭素原料的颗粒体积密度和孔隙率特点,颗粒体积密度和孔隙率测定误差不大于0.010g/cm^3和0.5％。

搅拌铸造结合搅拌摩擦加工制备不同体积分数SiC_(p)/Al复合材料的摩擦磨损行为

采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工方法制备了SiC颗粒体积分数分别为20%,25%,30%的SiC_(p)/Al复合材料,研究了复合材料的显微组织和力学性能,并基于市域列车的实际运行工况(制动压力0.57,0.67,0.72MPa)设计摩擦磨损试验,研究了不同复合材料的摩擦磨损行为。结果表明:所得SiC_(p)/Al复合材料均组织致密,无裂纹和气孔缺陷,SiC颗粒均匀分布在铝合金基体中,无团聚现象;复合材料的抗拉强度、断后伸长率和硬度均满足制动盘行业标准要求,随SiC颗粒体积分数的增加,抗拉强度变化幅度较小,断后伸长率呈降低趋势,硬度呈升高趋势;当SiC颗粒体积分数为25%和30%时,复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5,满足市域列车高速制动要求,磨损表面未发现明显的犁沟和分层,表面形成了完整的摩擦膜,但是SiC颗粒体积分数为30%的复合材料对偶闸片的磨损量较高,且在0.57MPa制动压力下的摩擦稳定系数较低,摩擦副的匹配性差;当SiC颗粒体积分数为20%时,最大平均摩擦因数大于0.55,磨损表面犁沟和分层现象明显,磨粒磨损严重,最大犁沟深度达到45μm,无法满足市域列车高速制动要求。

不同耕作年限水稻土土壤颗粒的体积分形特征研究

应用基于土壤颗粒体积分布确定土壤颗粒大小分布分形维数的方法,对浙江慈溪耕作年限分别为50、100、500、700、1000和2000年的水稻土土壤颗粒体积分形特征进行了研究。结果表明:同基于土壤颗粒质量分布的分形维数相比,基于土壤颗粒体积分布的分形维数计算不需要密度假设,更具有合理性。不同年限水稻土的土壤颗粒大小分布能被体积分形模型显著拟合(p<0.01)。土壤颗粒体积分形维数与黏粒的体积百分含量之间呈显著正相关(p<0.01),与粉粒和砂粒的体积百分含量之间呈显著负相关(p<0.01),其中与黏粒含量关系最为密切。耕作年限对水稻土土壤颗粒的体积分形维数和分形模型的拟合度均有一定影响。与50～500年水稻土相比,700～2000年水稻土剖面中土壤颗粒体积分形维数的变异性和均值较高,但其拟合决定系数则较低;耕作年限会对水稻土剖面中黏粒的含量和分布产生影响,进而影响到剖面土壤的颗粒体积分形特征;对于同一质地类型的土壤,耕作年限越长,分形维数越高。

表征孔隙及颗粒体积与尺度分布的两类岩土体分形模型

以Sierpinski垫片和Menger海绵模型为基础,提出了由孔隙体积分形模型、颗粒体积分形模型及孔径或粒径分布分形模型组成的两大类岩土体分形模型,指出了模型间的内在联系.通过比较与分析,发现该两类岩土体分形模型能将国内外岩土体分形模型统一起来,从而形成了两类统一的模型.Katz对砂岩的实验结果表明砂岩的分形特性可采用第一类分形模型表示,以软黏土微观孔隙数据为基础,证明了软黏土满足第二类分形模型.

冬季地铁隧道空气中颗粒物体积质量分布及相关性分析

列车在地下运行时,新风从隧道内引入,因而隧道内空气颗粒物的体积质量会严重影响列车车厢内空气的质量,而目前国内外对地铁隧道内空气中颗粒物的研究非常少。采用实地测试的方法,获取了地铁隧道内空气中各粒径颗粒物的体积质量数据,并分析了各粒径颗粒物体积质量的相关性,相关程度高则说明来自同一个来源。结果表明,地铁隧道内空气中颗粒物的粒径分布中,细小颗粒占了主要成分;不同粒径颗粒物体积质量之间高度相关,列车车厢内空气中不同粒径颗粒物体积质量之间高度相关,车站站外空气中不同粒径颗粒物体积质量之间中度相关;隧道内、列车车厢内、车站站外空气中的同种粒径颗粒物体积质量之间也高度相关。