本文關(guān)鍵詞：顆粒簾換熱器中氣粒兩相流動特性實驗研究

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【摘要】：本課題以熱力設(shè)備的煙氣余熱回收利用為背景,根據(jù)氣固兩相快速熱平衡的原理,設(shè)計并搭建了一套基于單級換熱單元的顆粒簾氣固流動特性實驗系統(tǒng),并在該實驗系統(tǒng)上開展了包括氣體變徑均流裝置均流特性以及氣粒兩相流動特性的實驗研究工作。主要研究成果總結(jié)如下:(1)總結(jié)了熱力設(shè)備煙氣余熱回收技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,介紹了顆粒簾換熱器的技術(shù)原理,設(shè)計了一套以現(xiàn)役典型1t/h工業(yè)鍋爐的煙氣余熱回收為工程應(yīng)用背景的顆粒簾氣固流動特性實驗系統(tǒng)。所設(shè)計的顆粒簾氣固流動特性實驗系統(tǒng)由換熱單元本體、顆粒給料系統(tǒng)、顆粒收集系統(tǒng)、模擬煙氣系統(tǒng)、氣體變徑均流裝置、流動參數(shù)測量裝置以及顆粒循環(huán)回送系統(tǒng)共七部分組成,最后根據(jù)此設(shè)計方案搭建了實驗平臺。(2)開展了顆粒簾換熱器中氣體變徑均流裝置均流特性的實驗研究。根據(jù)顆粒簾氣固流動特性實驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計了基于散裝填料、規(guī)整填料及方形孔板組合而成的6種不同結(jié)構(gòu)形式的氣體變徑均流裝置,測得了各變徑均流裝置出口氣流的縱向與橫向分布及其流動阻力,通過引入相對均方根值σ量化了各變徑均流裝置出口氣流分布的均勻程度,得到了滿足實驗精度要求的最佳氣體變徑均流裝置結(jié)構(gòu)方案,分析了氣流速度對最佳變徑均流裝置均流效果的影響。(3)開展了顆粒簾換熱器中氣粒兩相流動特性的實驗研究。為揭示顆粒簾換熱器中氣粒兩相間的動力學(xué)特性,實驗研究了靜止氣流中自由下落顆粒簾的結(jié)構(gòu)特性,并研究了在常溫空氣狀態(tài)下不同進(jìn)氣速度、顆粒粒徑、顆粒簾初始厚度、顆粒下落質(zhì)量流量等因素對顆粒簾落點水平偏移量、顆粒簾沿程厚度及下落輪廓、顆粒簾后部氣流速度分布、顆粒簾橫截面平均空隙率分布的影響規(guī)律及形成機(jī)理,建立了相關(guān)數(shù)學(xué)預(yù)測模型并繪制了相關(guān)特性曲線圖。本課題對顆粒簾換熱器中氣粒兩相流動特性的研究成果為顆粒簾換熱器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與氣粒兩相換熱過程的研究奠定了理論與實踐基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：煙氣余熱回收 顆粒簾換熱器 變徑均流裝置 均流特性 氣粒兩相 流動特性
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK172;TK115
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-28
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 煙氣余熱回收過程存在的主要問題11-15
• 1.2.1 煙氣低溫腐蝕11-12
• 1.2.2 受熱面積灰堵塞12-14
• 1.2.3 傳熱溫差減小14-15
• 1.3 煙氣余熱回收的典型方式15-27
• 1.3.1 直接交換15-22
• 1.3.2 熱功轉(zhuǎn)換22-25
• 1.3.3 余熱制冷25-27
• 1.4 主要研究內(nèi)容27-28
• 第二章 顆粒簾換熱器的技術(shù)原理28-36
• 2.1 氣固兩相快速熱平衡原理28-29
• 2.2 顆粒簾換熱器典型結(jié)構(gòu)29-32
• 2.3 顆粒簾換熱器技術(shù)特征32-34
• 2.4 小結(jié)34-36
• 第三章 顆粒簾氣固流動特性實驗系統(tǒng)36-52
• 3.1 技術(shù)要求36
• 3.2 方案設(shè)計36
• 3.3 系統(tǒng)組成36-51
• 3.3.1 換熱單元本體37-39
• 3.3.2 顆粒給料系統(tǒng)39-43
• 3.3.3 顆粒收集系統(tǒng)43-44
• 3.3.4 模擬煙氣系統(tǒng)44
• 3.3.5 氣體變徑均流裝置44-45
• 3.3.6 流動參數(shù)測量裝置45-46
• 3.3.7 顆粒循環(huán)回送系統(tǒng)46-51
• 3.4 小結(jié)51-52
• 第四章 變徑均流裝置均流特性實驗研究52-62
• 4.1 引言52
• 4.2 變徑均流裝置結(jié)構(gòu)52-54
• 4.3 實驗系統(tǒng)及測試方法54-57
• 4.3.1 實驗系統(tǒng)54
• 4.3.2 測試方法54-57
• 4.4 實驗結(jié)果及分析57-60
• 4.4.1 變徑均流裝置出口氣流分布57-59
• 4.4.2 均流裝置對氣流的流動阻力59
• 4.4.3 氣流速度對均流效果的影響59-60
• 4.5 小結(jié)60-62
• 第五章 氣粒兩相流動特性實驗研究62-84
• 5.1 引言62
• 5.2 顆粒特性62-63
• 5.3 研究內(nèi)容及方法63-71
• 5.3.1 研究內(nèi)容63-66
• 5.3.2 研究方法66-71
• 5.4 實驗結(jié)果及分析71-82
• 5.4.1 靜止氣流中自由下落顆粒簾結(jié)構(gòu)特性71-72
• 5.4.2 進(jìn)氣速度對氣粒兩相流動特性的影響72-74
• 5.4.3 顆粒粒徑對氣粒兩相流動特性的影響74-77
• 5.4.4 顆粒簾厚度對氣粒兩相流動特性的影響77-80
• 5.4.5 顆粒質(zhì)量流量對氣粒兩相流動特性的影響80-82
• 5.5 小結(jié)82-84
• 總結(jié)與展望84-86
• 全文總結(jié)84-85
• 對未來工作的展望與建議85-86
• 參考文獻(xiàn)86-92
• 致謝92-93
• 附錄（攻讀學(xué)位期間所取得的學(xué)術(shù)成果及參與課題）93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：957565