本文關(guān)鍵詞：活性焦顆粒在移動(dòng)床的傳熱性能研究

  更多相關(guān)文章： 活性焦 移動(dòng)床傳熱 理論模型 顆粒間隙 自然對(duì)流

【摘要】：活性焦的熱再生多在高溫下的列管式結(jié)構(gòu)的移動(dòng)床中進(jìn)行,因此研究活性焦顆粒在移動(dòng)床中的傳熱特性具有重要意義。目前對(duì)移動(dòng)床中的顆粒尺度的傳熱機(jī)理研究很少,雖然關(guān)于顆粒傳熱的理論模型較多,但缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文采用實(shí)驗(yàn)研究與理論模型相結(jié)合的方法,對(duì)顆粒尺度的傳熱情況進(jìn)行了探究,并對(duì)理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文首先分析了移動(dòng)床換熱器整體的傳熱機(jī)理,重點(diǎn)介紹了管壁到顆粒系統(tǒng)的傳熱過(guò)程,并建立了總傳熱熱阻數(shù)學(xué)模型。接著對(duì)低溫下活性焦顆粒在移動(dòng)床換熱器中的傳熱試驗(yàn)進(jìn)行了探究,結(jié)果表明,加大殼程空氣流速ua、升高開始卸料時(shí)熱空氣出口設(shè)定溫度Tair以及增大活性焦卸料速度vp,都可使總傳熱系數(shù)K變大；得到了K與u。的關(guān)聯(lián)式,并由此計(jì)算得vp=150 kg/h時(shí)管壁至顆粒系統(tǒng)的傳熱系數(shù)為18.02 W/(m2·℃)。為了驗(yàn)證顆粒傳熱模型的可靠性,分別對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)條件下散堆活性焦顆粒穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：隨著溫度的升高,顆粒系統(tǒng)的有效導(dǎo)熱系數(shù)和管壁至顆粒系統(tǒng)的傳熱系數(shù)逐漸增大,且顆粒間隙空氣存在自然對(duì)流時(shí)的傳熱系數(shù)明顯大于無(wú)自然對(duì)流時(shí)的；通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合,得出由導(dǎo)熱和輻射兩項(xiàng)組成的有效導(dǎo)熱系數(shù)模型：λe0=0.167+2.94×10-9Tave2.88,由導(dǎo)熱項(xiàng)λc=0.167W/(m·℃)計(jì)算的導(dǎo)熱熱阻實(shí)驗(yàn)值與模型理論計(jì)算值僅相差1.76%,證明了此顆粒接觸導(dǎo)熱理論模型的合理性。此外,通過(guò)數(shù)據(jù)分析還得到了顆粒間隙空氣自然對(duì)流傳熱的關(guān)聯(lián)式：Nu=2.8×10-4(Pr Gr)0.292,及加熱管壁對(duì)近壁活性焦顆粒的輻射傳熱系數(shù)關(guān)系式為：hr=0.81σ(Tw12+Tp02)(Tw1+Tp0),模型符合良好。為進(jìn)一步考察顆粒間隙空氣自然對(duì)流傳熱的影響,采用FLUENT對(duì)散堆活性焦在恒熱流條件下的傳熱情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明：顆粒間隙空氣的自然對(duì)流對(duì)顆粒系統(tǒng)的整體傳熱有強(qiáng)化效果,并得到了顆粒間隙設(shè)置為0.1m時(shí),自然對(duì)流傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式,進(jìn)一步驗(yàn)證了顆粒分布對(duì)散堆顆粒間隙自然對(duì)流傳熱經(jīng)驗(yàn)公式系數(shù)會(huì)產(chǎn)生重要影響。
【關(guān)鍵詞】：活性焦 移動(dòng)床傳熱 理論模型 顆粒間隙 自然對(duì)流
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.13
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 主要符號(hào)表12-18
• 第一章 緒論18-30
• 1.1 前言18
• 1.2 煙氣脫硫技術(shù)18-19
• 1.2.1 濕法和半濕法煙氣脫硫技術(shù)18
• 1.2.2 干法煙氣脫硫技術(shù)18-19
• 1.3 活性焦法煙氣脫硫技術(shù)19-22
• 1.3.1 活性焦簡(jiǎn)介19
• 1.3.2 活性焦煙氣脫硫技術(shù)19-20
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀20
• 1.3.4 活性焦再生20-21
• 1.3.5 技術(shù)特點(diǎn)21-22
• 1.4 移動(dòng)床傳熱特性22-23
• 1.5 顆粒傳熱特性23-28
• 1.5.1 顆粒傳熱簡(jiǎn)介23
• 1.5.2 固體顆粒的接觸傳熱23-24
• 1.5.3 固體顆粒的對(duì)流傳熱24-25
• 1.5.4 固體顆粒的輻射傳熱25-26
• 1.5.5 有效導(dǎo)熱系數(shù)26
• 1.5.6 綜合傳熱過(guò)程模型26-28
• 1.6 主要研究?jī)?nèi)容28-29
• 1.7 本章小結(jié)29-30
• 第二章 移動(dòng)床傳熱模型及顆粒傳熱機(jī)理研究30-40
• 2.1 前言30
• 2.2 移動(dòng)床傳熱30-31
• 2.3 管程顆粒系統(tǒng)傳熱31-36
• 2.3.1 顆粒系統(tǒng)有效導(dǎo)熱33-35
• 2.3.2 顆粒間隙氣體自然對(duì)流傳熱35
• 2.3.3 管壁至近壁顆粒的輻射傳熱35-36
• 2.4 殼程流體對(duì)流換熱36-39
• 2.4.1 有折流擋板的管間對(duì)流換熱36-37
• 2.4.2 無(wú)擋板的管間對(duì)流換熱37-39
• 2.5 本章小結(jié)39-40
• 第三章 活性焦顆粒在移動(dòng)床的傳熱特性研究40-55
• 3.1 前言40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)40-49
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)樣品40-41
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方案41-43
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟43-44
• 3.2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)44-46
• 3.2.5 數(shù)據(jù)處理46-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-53
• 3.3.1 換熱器殼程空氣流速對(duì)移動(dòng)床傳熱性能的影響49-50
• 3.3.2 開始卸料時(shí)熱空氣出口設(shè)定溫度對(duì)移動(dòng)床傳熱性能的影響50-51
• 3.3.3 活性焦顆粒卸料速度對(duì)移動(dòng)床傳熱性能的影響51-52
• 3.3.4 總傳熱系數(shù)52-53
• 3.4 本章小結(jié)53-55
• 第四章 靜態(tài)活性焦顆粒系統(tǒng)的傳熱55-72
• 4.1 前言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)55-59
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置55-56
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟56
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)原理56-57
• 4.2.4 數(shù)據(jù)處理57-59
• 4.3 活性焦顆粒系統(tǒng)導(dǎo)熱59-65
• 4.3.1 有效導(dǎo)熱系數(shù)59-62
• 4.3.2 有效導(dǎo)熱系數(shù)輻射修正項(xiàng)62-65
• 4.3.3 顆粒導(dǎo)熱熱阻模型比較65
• 4.4 加熱管壁到活性焦顆粒系統(tǒng)的傳熱65-70
• 4.4.1 傳熱系數(shù)65-68
• 4.4.2 顆粒間隙空氣自然對(duì)流傳熱68-69
• 4.4.3 管壁至活性焦顆粒系統(tǒng)輻射傳熱69-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 第五章 活性焦顆粒系統(tǒng)傳熱的數(shù)值模擬72-80
• 5.1 前言72
• 5.2 仿真計(jì)算72-75
• 5.2.1 GAMBIT建模72-73
• 5.2.2 FLUENT模型求解73-75
• 5.3 仿真計(jì)算結(jié)果分析75-78
• 5.3.1 溫度分布75-76
• 5.3.2 傳熱系數(shù)與總傳熱熱阻顆粒間隙空氣自然對(duì)流76-77
• 5.3.3 顆粒間隙空氣自然對(duì)流77-78
• 5.4 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論與展望80-83
• 參考文獻(xiàn)83-88
• 攻讀碩士期間取得的研究成果88-89
• 致謝89-90
• 附件90

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本文編號(hào)：908631