本文關(guān)鍵詞：片狀顆粒在流化床內(nèi)流化特性實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬

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【摘要】：目前,化石能源消耗持續(xù)增加,我國(guó)的減排壓力形勢(shì)嚴(yán)峻。越來(lái)越多的非常規(guī)燃料用于鍋爐燃燒,如油頁(yè)巖、生物質(zhì)及生活垃圾等,其儲(chǔ)量豐富極為豐富,發(fā)展?jié)摿薮�。循環(huán)流化床燃燒技術(shù)(CFBC)具有良好的燃料適應(yīng)性、低溫燃燒、低SO2、NOx排放等優(yōu)點(diǎn),為油頁(yè)巖燃燒、生物質(zhì)燃燒及垃圾焚燒等技術(shù)注入了新的活力。但是與煤不同的是,這些固體燃料顆粒破碎或擠壓成型后往往呈片狀或針狀,顆粒球形度較差,燃燒中容易出現(xiàn)溝流等流化不良現(xiàn)象,影響燃料燃燒。本文在一小型冷態(tài)流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,研究了不同粒徑、密度及布風(fēng)板形式對(duì)片狀顆粒流化特性的影響,并采用雙流體模型對(duì)顆粒在流化床內(nèi)的氣固運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了三維數(shù)值模擬,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合良好,證明了所選模型的正確性。研究得到的結(jié)論如下:通過(guò)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):實(shí)驗(yàn)測(cè)得臨界流化速度能夠與Wen-Yu關(guān)聯(lián)式計(jì)算數(shù)據(jù)很好的吻合,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合出適合計(jì)算片狀顆粒臨界流化速度的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式;15°∧型布風(fēng)板能夠增強(qiáng)顆粒橫向擴(kuò)散,改善溝流等流化不良現(xiàn)象;15°∧型布風(fēng)板臨界流化速度較其余布風(fēng)板小;∧型布風(fēng)板在近壁處形成內(nèi)旋流,顆粒濃度達(dá)到峰值,顆粒易向一側(cè)聚集,傾角越大,這種趨勢(shì)越明顯,越容易造成翻床現(xiàn)象;因此,傾角較小的∧型布風(fēng)板能夠有效改善片狀顆粒流化不良現(xiàn)象。通過(guò)數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn):模擬的床層壓降值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好,說(shuō)明了非球形顆粒曳力模型的準(zhǔn)確性;片狀顆粒在流化床內(nèi)徑向分布呈中心區(qū)域低,邊壁區(qū)域高的“環(huán)-核”流動(dòng)結(jié)構(gòu);顆粒的軸向速度分布呈中心區(qū)域速度為正顆粒向上流動(dòng)、壁面區(qū)域速度為負(fù)顆粒向下的內(nèi)循環(huán)流動(dòng)結(jié)構(gòu);在相同工況下,球形顆粒的床層膨脹高度要明顯小于片狀顆粒;粒徑越大的顆粒,越容易在底部沉積,粒徑越小的顆粒,在中心區(qū)域的揚(yáng)析量也越大。15°∧型布風(fēng)板下氣泡從中心區(qū)域產(chǎn)生,15°∨型布風(fēng)板下氣泡在兩側(cè)區(qū)域產(chǎn)生;15°∨型布風(fēng)板下顆粒速度分布趨勢(shì)不明顯,床內(nèi)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)現(xiàn)象不強(qiáng)烈;顆粒在30°∧型布風(fēng)板下不再出現(xiàn)“環(huán)-核”流動(dòng)結(jié)構(gòu),顆粒沉積在爐膛左側(cè)區(qū)域,流化質(zhì)量差。
【關(guān)鍵詞】：循環(huán)流化床鍋爐 片狀顆粒 床層壓降 臨界流化速度 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(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】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 課題背景與意義10-11
• 1.2 循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)11-13
• 1.2.1 流態(tài)化技術(shù)11-12
• 1.2.2 循環(huán)流化床燃燒技術(shù)12-13
• 1.3 燃用非常規(guī)固體燃料的流化床技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-19
• 1.3.1 流化床燃用油頁(yè)巖技術(shù)13-14
• 1.3.2 流化床燃用生物質(zhì)技術(shù)14-15
• 1.3.3 流化床燃用垃圾技術(shù)15-16
• 1.3.4 非球形固體燃料顆粒研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 實(shí)驗(yàn)裝置與結(jié)果分析20-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置與方法20-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)20-21
• 2.1.2 測(cè)量方法21-23
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟23
• 2.1.4 相似性分析23
• 2.1.5 實(shí)驗(yàn)物料23-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析25-33
• 2.2.1 臨界流化速度25-27
• 2.2.2 布風(fēng)板形式對(duì)流化特性的影響27-30
• 2.2.3 布風(fēng)板傾角對(duì)顆粒流化特性的影響30-32
• 2.2.4 布風(fēng)板傾角對(duì)顆粒濃度分布的影響32-33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 3 流化床內(nèi)氣固兩相流動(dòng)數(shù)學(xué)模型35-41
• 3.1 氣固兩相流模型35-36
• 3.1.1 拉格朗日法35
• 3.1.2 歐拉法35-36
• 3.2 顆粒動(dòng)力學(xué)理論模型36-39
• 3.2.1 雙流體模型基本方程36-37
• 3.2.2 顆粒相的封閉37-38
• 3.2.3 氣固兩相的封閉38-39
• 3.3 湍流模型39-41
• 4 片狀顆粒氣固流化特性三維模擬及分析41-59
• 4.1 模型建立及參數(shù)設(shè)置41-44
• 4.1.1 模型的建立與網(wǎng)格化分41-42
• 4.1.2 模型選擇42
• 4.1.3 定義材料42-43
• 4.1.4 流場(chǎng)計(jì)算方法43-44
• 4.1.5 模擬工況44
• 4.2 模擬結(jié)果分析44-57
• 4.2.1 床層壓降結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比44-45
• 4.2.2 片狀顆粒流化特性45-47
• 4.2.3 片狀顆粒與球形顆粒流化特性比較47-49
• 4.2.4 不同物料片狀顆粒流化特性比較49-51
• 4.2.5 布風(fēng)板形式對(duì)片狀顆粒流化特性的影響51-54
• 4.2.6 ∧型布風(fēng)板傾斜角度對(duì)片狀顆粒流化特性的影響54-57
• 4.3 本章小結(jié)57-59
• 5 結(jié)論與展望59-61
• 5.1 結(jié)論59-60
• 5.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 附錄68
• A.作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68
• B.作者在攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目68

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1 倪學(xué)梓;;對(duì)流動(dòng)粒子爐風(fēng)帽式布風(fēng)板特性的計(jì)算[J];工業(yè)爐;1981年03期

2 胡仁勇;齊后貴;;沸騰爐風(fēng)帽型布風(fēng)板改造成板帽結(jié)合型布風(fēng)板[J];小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù);1988年04期

3 朱廣現(xiàn);殷德威;郭永霞;;對(duì)鍋爐布風(fēng)狀況的研究及探索[J];山東煤炭科技;2006年01期

4 倪學(xué)梓;王立;馮世忠;馮旭;;燃?xì)饬骰舶腩A(yù)混金屬風(fēng)帽式布風(fēng)板[J];鋼鐵;1990年03期

5 李生軍;流化床布風(fēng)板的阻力分析和計(jì)算[J];有色金屬(冶煉部分);1995年03期

6 李蔭堂,張西民,張永照;采用切圓射流及旋流布風(fēng)板改進(jìn)鼓泡床行為[J];化學(xué)工程;1989年03期

7 胡坤后,王勝斌;循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板結(jié)構(gòu)[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2004年02期

8 李永恒;;湖南省衡山縣氮肥廠技術(shù)動(dòng)態(tài)二則[J];氮肥技術(shù);1986年06期

9 李慧;王飛;馬新輝;;流化床冷模布風(fēng)板數(shù)值模擬研究[J];化工科技;2014年04期

10 羅聿訓(xùn);程懋圩;羅家駿;;石墨流動(dòng)粒子爐的幾個(gè)技術(shù)關(guān)鍵[J];太原工學(xué)院學(xué)報(bào);1980年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 胡坤厚;;75t／h循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板結(jié)構(gòu)及其完善[A];湖北省石油學(xué)會(huì)第十一次優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文評(píng)選會(huì)論文集[C];2004年

2 胡坤后;楊帆;;75t/h循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板結(jié)構(gòu)及其完善[A];以石油焦/煤為燃料的大型CFB鍋爐優(yōu)化與環(huán)保技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2005年

3 段鈺鋒;梅志林;趙長(zhǎng)遂;陳曉平;;V型布風(fēng)板射流流化床煤氣化數(shù)學(xué)模型[A];江蘇省能源研究會(huì)第八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2000年

4 楊新;田鉑;;錐型布風(fēng)板內(nèi)循環(huán)流化床顆粒循環(huán)特性研究[A];全國(guó)第八屆電站鍋爐專業(yè)技術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2013年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 蔡容容;流化床中重質(zhì)大顆粒運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究[D];清華大學(xué);2014年

2 張健平;油菜籽流化床干燥傳熱傳質(zhì)特性與布風(fēng)板結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 范金龍;大型循環(huán)流化床風(fēng)帽阻力特性和布風(fēng)板布風(fēng)均勻性研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

2 張小衛(wèi);褐煤流化床干燥器布風(fēng)板的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];中國(guó)礦業(yè)大學(xué);2015年

3 朱沈瑾;布風(fēng)板結(jié)構(gòu)對(duì)煤氣化流化床流動(dòng)特性的影響研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

4 沈賢鋒;片狀顆粒在流化床內(nèi)流化特性實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[D];重慶大學(xué);2016年

5 趙弦;循環(huán)流化床布風(fēng)板的冷態(tài)�；囼�(yàn)及數(shù)值模擬[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2005年

6 王文仲;循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)帽及布風(fēng)板的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（工程熱物理研究所）;2009年

7 楊新;錐形布風(fēng)板內(nèi)循環(huán)流化床顆粒循環(huán)流率的研究[D];華北電力大學(xué);2013年

8 張志才;錐形布風(fēng)板雙流化床顆粒循環(huán)流率實(shí)驗(yàn)及模型預(yù)測(cè)研究[D];華北電力大學(xué);2014年

9 馮冰瀟;循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板風(fēng)帽特性及爐膛傳熱的研究[D];上海交通大學(xué);2007年

10 閆科委;側(cè)縫可調(diào)風(fēng)帽型流化床布風(fēng)板實(shí)驗(yàn)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

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