發(fā)布時間：2020-05-25 15:11

【摘要】：密相流化床反應器具有結構簡單、傳熱與傳質效率高等優(yōu)點。氣固流化床內的多相流動是非線性、非均勻的氣固兩相流系統(tǒng),并呈現(xiàn)出復雜的多尺度結構,前人對于氣固流化床內介尺度流動結構的研究大多集中于表觀氣速較高的床層之中,對密相床層研究較少。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)由于對氣泡和乳化相描述的局限,無法準確的表征鼓泡床和湍流床內的介尺度流動結構。本次研究在一套流化床冷模裝置中,采用PV-6D型光纖探針測量了兩種實驗介質(FCC顆粒與添加20%細粉的FCC顆粒)在床層內不同軸、徑向位置處的瞬時固含率脈動信號,結果發(fā)現(xiàn):兩種固含率時間序列信號均呈雙峰分布:由氣泡相峰與乳化相峰共同組成。利用三階統(tǒng)計矩法找尋氣泡相與乳化相的分界點(氣泡相閾值),經(jīng)計算得到FCC顆粒的閾值在0.26-0.35范圍內變化;添加20%細粉后的FCC顆粒的閾值在0.40-0.45范圍內變化。在床層中心處,三階統(tǒng)計矩法對固含率概率密度曲線擬合效果良好,不超過7%;在邊壁處,擬合效果偏差較大;因此,提出了在邊壁處擬合的新方法,并且進一步對三階統(tǒng)計矩法進行了簡化。簡化后的方法可簡便計算氣泡相閾值,對固含率概率密度曲線擬合效果良好,可用于閾值的簡便計算或為三階統(tǒng)計矩法提供初設值。結合三階統(tǒng)計矩法對閾值的計算,利用Matlab軟件對固含率時間序列信號進行解耦分析�？傻玫皆诓煌僮鳉馑傧隆⒉煌S向位置與徑向位置處的氣泡相、乳化相與顆粒聚團相的平均固含率、顆粒聚團相分率、顆粒聚團的生成頻率、顆粒聚團的持續(xù)時間與顆粒聚團弦長等各項結構參數(shù)。將兩種實驗介質所計算得到結構參數(shù)進行對比,發(fā)現(xiàn)添加細粉后的FCC顆粒的各項結構參數(shù)受操作氣速影響較大,顆粒較易于聚團并且聚團尺寸較大。
【圖文】：

流態(tài)化是介于鼓泡流態(tài)化與快速流態(tài)化之間的一種流化區(qū)域。小的氣泡尺寸與較低的壓力脈動值的特征。與此同時，湍流床傳質效率。操作氣速的增加，流化床內氣泡合并速度加快，氣泡尺寸也隨寸達到其最大穩(wěn)定直徑后，隨著氣速的進一步增加，氣泡破碎泡平均尺寸也隨之而減小并造成此處壓力脈動的減緩。許多動幅值達到最大值時所對應的氣速定義為鼓泡流態(tài)化向湍動流相流模型床內部兩相流結構較為復雜，Toomey 等[6]提出了經(jīng)典兩相流模床由處于流態(tài)化的顆粒乳化相與幾乎不含顆粒的氣泡組成。該床內氣體分為兩部分，一部分維持顆粒的流化狀態(tài)，另一部分床層，而顆粒與氣泡之間是相互獨立的，，如圖 1.1 關系所示。目型依然被普遍用于對鼓泡床與湍流床內稠密氣固流的描述。

圖 1.2 流化床內區(qū)分密相與稀相的方法[6]Fig. 1.2 Type of thresholds for separating emulsion andbubble phases in fluidized beds[6]Bi 等[8]在一套直徑為 Φ100 mm 的流化床實驗裝置中對氣泡相的閾值研究究。實驗采用光纖探針來測量固含率信號，并擬合出概率密度曲線，采方法計算出閾值，具體結果如圖 1.3 所示。對同一組數(shù)據(jù)采用不同方法計后，由此計算得到的乳化相體積分率相差較大，有必要進一步的研究以計算氣泡相閾值的方法。
【學位授予單位】：中國石油大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O35

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本文編號：2680337