本文關(guān)鍵詞：流化床中圓柱狀大塊物的停留時間分布研究

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【摘要】：垃圾焚燒流化床鍋爐中的大塊物影響爐內(nèi)流化,不利于流化床鍋爐的穩(wěn)定安全運行,應(yīng)該盡快將它們排出,研究大塊物在爐內(nèi)運動規(guī)律可以為流化床排渣設(shè)計提供理論參考。大塊物在爐內(nèi)的停留時間是大塊物的排渣特性重要指標(biāo),本文通過ECT示蹤實驗和受力分析對影響單個重質(zhì)圓柱形大塊物停留時間的因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并建立了適合大塊物的停留時間分布模型。在帶傾斜布風(fēng)板(5°)和導(dǎo)向風(fēng)帽的冷態(tài)鼓泡床ECT實驗臺上,通過大量的重復(fù)實驗研究了流化風(fēng)速、大塊物尺寸、形狀、密度對圓柱形大塊物停留時間分布的影響,對比了球形大塊物和圓柱形大塊物停留時間的區(qū)別。研究結(jié)果表明:單個圓柱形大塊物在流化床內(nèi)的停留時間分布曲線是正偏且有拖尾的,大塊物平均停留時間越長,其停留時間分布越寬,峰值越小。同一大塊物的停留時間分布的離散程度與其平均停留時間正相關(guān)。隨著流化風(fēng)速的增加,圓柱形大塊物在床內(nèi)平均停留時間先快速減小,后緩慢減小,最終趨于一個較小的值;隨著流化風(fēng)速的減小,圓柱形大塊物在床內(nèi)的平均停留時間先緩慢增加,后迅速增加,最終不能到達(dá)布風(fēng)板低側(cè)。隨著大塊物尺寸或密度的增加,圓柱形大塊物停留時間均先減小后增加。球形與圓柱形大塊物停留時間隨流化風(fēng)速、大塊物尺寸、密度變化的變化規(guī)律一致,但球形大塊物在流化床內(nèi)的停留時間明顯大于同底徑等高圓柱體的停留時間。實驗條件范圍內(nèi),大塊物在床內(nèi)緊貼布風(fēng)板運動,不參與床內(nèi)流化。根據(jù)大塊物在床內(nèi)的受力特征建立了大塊物向布風(fēng)板低側(cè)運動的運動方程,給出了大塊物從停滯到開始運動需要滿足的受力不等式。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合流場作用力的特征,分析解釋了大塊物停留時間隨流化風(fēng)速、大塊物尺寸、密度等因素變化規(guī)律的內(nèi)在原因。采用移位對數(shù)正態(tài)分布模型、Gamma分布時滯模型,單參數(shù)擴(kuò)散模型和正態(tài)分布模型對實驗結(jié)果的停留時間分布進(jìn)行描述,結(jié)果表明移位對數(shù)正態(tài)分布模型是四種模型中描述性能最好的,且能夠較為準(zhǔn)確地描述停留時間分布的峰值,峰位置和正偏拖尾。本文研究成果可為流化床排渣設(shè)計提供理論參考。
【關(guān)鍵詞】：流化床 重質(zhì)大塊物 圓柱 停留時間 分布模型
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK229.66
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-17
• 1.1 課題背景和意義8-10
• 1.2 文獻(xiàn)綜述10-15
• 1.2.1 大顆粒流態(tài)化行為的實驗研究10-12
• 1.2.2 大塊物排渣特性的實驗研究12-15
• 1.2.3 現(xiàn)有研究總結(jié)15
• 1.3 研究目的與研究內(nèi)容15-17
• 第2章 實驗裝置和測量方法17-28
• 2.1 實驗裝置17-24
• 2.1.1 冷態(tài)鼓泡流化床17-19
• 2.1.2 ECT測量系統(tǒng)19-23
• 2.1.3 床料及大塊物性質(zhì)23-24
• 2.2 測量方法及實驗程序24-26
• 2.2.1 實驗步驟24-25
• 2.2.2 重復(fù)實驗次數(shù)N的確定25-26
• 2.3 誤差分析26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第3章 圓柱形大塊物停留時間分布的實驗研究28-61
• 3.1 實驗分析方法28-30
• 3.1.1 實驗變量與其無量綱化28
• 3.1.2 停留時間分布的統(tǒng)計學(xué)特征參數(shù)及其曲線作法28-30
• 3.2 流化風(fēng)速對圓柱形大塊物停留時間的影響30-40
• 3.2.1 停留時間分布曲線分析33-36
• 3.2.2 停留時間隨流化風(fēng)速的變化36-40
• 3.3 大塊物尺寸對等高圓柱形大塊物停留時間的影響40-45
• 3.3.1 停留時間分布曲線分析42-44
• 3.3.2 等高圓柱形大塊物平均停留時間隨尺寸的變化44-45
• 3.4 大塊物形狀對圓柱形大塊物停留時間的影響45-48
• 3.5 大塊物密度對圓柱形大塊物停留時間的影響48-51
• 3.5.1 停留時間分布曲線分析49-50
• 3.5.2 平均停留時間隨大塊物密度的變化50-51
• 3.6 圓柱形大塊物與球形大塊物停留時間對比51-54
• 3.6.1 停留時間分布曲線的對比與分析52-53
• 3.6.2 平均停留時間的對比與分析53-54
• 3.7 圓柱形大塊物在流化床密相區(qū)內(nèi)的運動狀態(tài)與受力54-59
• 3.7.1 流化風(fēng)速的停留時間的影響57
• 3.7.2 大塊物尺寸對停留時間的影響57-58
• 3.7.3 大塊物形狀對停留時間的影響58
• 3.7.4 大塊物密度對停留時間的影響58-59
• 3.7.5 圓柱形大塊物與球形大塊物停留時間的區(qū)別59
• 3.8 本章小結(jié)59-61
• 第4章 圓柱形大塊物停留時間分布模型61-70
• 4.1 模型介紹62-65
• 4.2 模型計算結(jié)果與比較65-69
• 4.3 本章小結(jié)69-70
• 第5章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70-71
• 5.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-75
• 致謝75-77
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：989282