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气固环流燃烧器内颗粒流动行为
,卢春喜
化工学报 , 2010,
Abstract: 针对石油焦及气化余焦的燃烧特点和流态化特性,提出了一种采用气固密相环流烧焦与快速床管式烧焦技术相组合的新型燃烧器结构。在不同操作条件(导流筒区表观气速0.772~1.674m·s-1,环隙区表观气速0.223~0.519m·s-1,装置系统的颗粒外循环强度40.8~229.4kg·m-2·s-1)及两类颗粒体系下,采用光纤测量仪对组合燃烧器环流段内颗粒流动特性进行了系统的实验研究。结果表明,两类颗粒体系的固含率和颗粒轴向速度在导流筒区、底部区和颗粒分流区床层内沿径向的分布规律为中心区小、边壁区大的环-核型分布,体现了气固流化床典型聚式流态化的非均一性特征;在环隙区,受环流段结构的影响,两类颗粒体系的固含率和颗粒轴向速度参数沿床层径向的分布相对较均匀;混合颗粒体系的固含率、颗粒轴向速度较单一石英砂颗粒体系的要小,细颗粒的加入在一定程度上能改善气固混合的均匀程度;两类颗粒体系在底部区和颗粒分流区的径向流动具有剪切破碎气泡的作用,有利于环流段内气固的充分混合接触。
垂直锐边孔口的自由出流特性(Ⅱ)孔前流动影响区的流场特性
曹睿,刘艳升,,仵浩
化工学报 , 2008,
Abstract: 孔前流动引起的阻力损失是孔流机械能损失的重要组成部分。本文提出了孔前流动影响区的概念,首先通过悬浮颗粒示踪实验,考察了水通过垂直锐边孔口自由出流的孔前流动影响区的范围和主要影响因素,然后用计算流体力学软件Fluent6.2对孔流进行了模拟,孔前区范围的模拟结果与实验结果基本吻合。此外,还将孔流系数的模拟值与前期实验值进行了对比,两者基本吻合,说明了模拟的可靠性。藉此讨论了孔前流动影响区的范围、速度分布、压力分布和流动状态随操作条件、孔结构条件的变化,并对“大孔机理”和“小孔机理”的孔前能量损失进行了对比分析。
提升管与气-固环流床层耦合反应器的流体力学特性及流动模型
王德武,卢春喜,
化工学报 , 2010,
Abstract: 针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃技术,在一套提升管与气-固环流床层耦合反应器大型冷模实验装置上,研究了上部环流床层的流体力学特性。结果表明,在环流床层与提升管耦合操作的情况下,床层内颗粒环流存在两种推动力,分别为静压差推动力和颗粒喷射推动力;环隙与导流筒之间的整体平均固含率差随导流筒表观气速增加而增加,随颗粒外循环强度增加而降低;颗粒环流速度随导流筒表观气速和颗粒外循环强度增加而增加。通过对环流床层进行动量衡算,建立了提升管与环流床层耦合流动的数学模型,模型平均相对误差在15.95%以内。
环流浮选塔用于含油污水处理的实验研究
,刘艳升,曹睿,蒋晶晶
过程工程学报 , 2010,
Abstract: 以空气/含柴油污水为模拟介质体系,在环流浮选塔(外筒体内径100mm,高932mm;导流筒内径59mm,高780mm)上考察了操作气速、液相流量及浮选塔上部空间填料设置对油-水分离效率的影响.结果表明,分离效率随操作气速增大先增后降,随液体流量增大而降低;与传统空筒式浮选塔相比,环流浮选塔的分离效率比常规空筒式浮选塔有显著提高.实验确定的最佳操作气速为0.015~0.02m/s,最佳液相流量为20L/h,在环流浮选塔上部设置填料的情况下,油-水分离效率最高可达57.3%.基于实验数据建立了涉及气泡特性、液相物性、气液相流量及油滴返混影响因素在内的分离效率的经验模型,与实验值吻合较好.
气固环流反应器内颗粒返混特性
,卢春喜,郭荣绵
过程工程学报 , 2009,
Abstract: 采用光纤测量与数据处理方法,在不同操作条件下,对一套大型组合流化床燃烧器环流段内固体颗粒的局部返混及截面返混特性进行了测定.结果表明,以颗粒局部返混比Rmix,L表征的局部返混特性规律为在环隙区的径向分布较均匀、而在其他区域(导流筒区、底部区和颗粒分流区)呈中心区小边壁区大的不均匀分布形态.在环流反应器的整个流动区域内,Rmix,L变化范围为0~0.9,颗粒截面返混比Rmix,T变化范围为0.1~0.6.
负压差立管插板阀调节颗粒质量流率的实验分析
陈勇,汪贵磊,徐俊,,陈建义,魏耀东
化工学报 , 2012, DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2012.11.004
Abstract: 在大型循环流化床装置上,通过改变负压差立管上的插板阀的开度,测定不同颗粒质量流率条件下插板阀上下的流态和脉动压力,以此分析插板阀对下料过程颗粒质量流率的调控机制。实验结果表明,对于立管的下料过程插板阀的开度存在一个临界开度,将插板阀的开度范围划分为非可控制区和可控制区。当插板阀的开度大于临界开度时,处于非可控制区,不能进行颗粒质量流率的调节,此时插板阀上下的流态一致,脉动压力曲线相似;当插板阀的开度小于临界开度时,处于可控制区,可以进行颗粒质量流率的调节,此时插板阀上的流态是移动床,阀下的流态是雨状下落流,上下的脉动压力曲线不同。
垂直锐孔自由出流的孔前流动影响区机械能损失模型
曹睿,刘艳升,,刘晶,刘晓娜
化工学报 , 2010,
Abstract: 对流体通过具有相同孔径的流线型收缩孔和垂直锐孔的自由出流进行了实验,用收缩孔的机械能损失模拟垂直锐孔的孔前流动机械能损失,并将孔前流动的机械能损失与垂直锐孔整个孔流过程的机械能损失进行了对比。实验结果定量说明了不同流动状态下典型大孔和典型小孔的孔前流动机械能损失占孔流总机械能损失的比例,该比例还反映出了大孔、小孔入孔以后流动的机械能损失差异及其随板厚变化的规律,从而验证了前期对孔流机理的分析。此外,根据前期提出的孔前流动影响区的物理模型,结合计算流体力学软件Fluent6.2模拟得到的孔前区流场数据,得出了孔前流动影响区内阻力系数模型基本方程,在此基础上,对孔前流动的机械能损失实验数据进行拟合,建立了稳定湍流状态下孔前流动影响区的机械能损失模型。
提升管与气-固环流床层耦合反应器颗粒相循环比的模型及预测
王德武,,卢春喜,张少峰
化工学报 , 2013, DOI: 10.3969/j.issn.0438-1157.2013.06.023
Abstract:
气-固环流反应器内瞬态流体力学特性的数值模拟
,卢春喜,王德武,刘艳升,曹睿
化工学报 , 2010,
Abstract: 采用双流体模型和颗粒动力学理论,并考虑颗粒团聚现象对气固相间曳力的影响,对气-固环流反应器内的流体力学特性进行了数值模拟。模拟的时均固含率和颗粒速度与实验数据具有较好一致性,验证了模拟方法的可靠性。模拟结果表明:气-固环流反应器内瞬态固含率的分布具有典型聚式流态化的非均匀特征;压力脉动沿床层轴向的分布在一定程度上定性反映了气泡运动的信息;颗粒速度的时间序列和概率密度分布函数表明,床层各径向位置均存在颗粒的向上、向下运动,颗粒主体在床层内向上运动的同时还存在微观的内循环运动,模拟值为颗粒时均速度的径向非均一性宏观分布提供了合理的微观解释。
垂直锐边孔口的自由出流特性(Ⅰ)流动状态和孔结构参数对孔流系数的影响
曹睿,刘艳升,,王东升,仵浩
化工学报 , 2008,
Abstract: 通过实验,考察了Reynolds数、液层高等操作参数和孔径、板厚等结构参数对垂直锐边孔口自由出流特性的影响。在此基础上,根据孔流系数曲线的不同规律,将孔流机理划分为“大孔机理”和“小孔机理”,并对孔流曲线进行了分区讨论,借助边界层理论,探讨了这两类孔流过程的机械能损失差异以及孔流曲线在不同操作区的机械能损失差异。
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