本文選題：流動性　切入點(diǎn)：燃料粉體　出處：《華東理工大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：黏聚性粉體受氣固流體動力學(xué)和固體顆粒間黏性力作用影響,其流動性往往很差。針對這一學(xué)術(shù)和工業(yè)技術(shù)難題,本文以氣流床氣化技術(shù)的供料系統(tǒng)為工業(yè)應(yīng)用背景,采用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,構(gòu)建了顆粒間接觸作用本構(gòu)模型、多分散體系堆積應(yīng)力模型等理論模型�；谀Ｐ�,著重研究顆粒粒徑,顆粒粒徑分布,顆粒表面特性,顆粒機(jī)械性質(zhì)對于粉體宏觀性質(zhì)的影響,從氣固相互作用、顆粒間相互作用的角度分析粉體的堆積特性、流動特性。研究為黏聚性粉體的流動提供了理論支撐,同時對黏聚性粉體工業(yè)單元操作設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有借鑒意義。本文主要內(nèi)容可分為以下幾點(diǎn):1.采用工業(yè)煤粉作為實(shí)驗(yàn)物料,研究顆粒平均粒徑對于粉體流動性的影響。研究中將煤粉篩分成7種不同的粒度等級。測試了不同粒度等級的煤粉的堆積特性、初始流動特性及壁面摩擦特性。設(shè)計(jì)搭建了透明有機(jī)玻璃料斗裝置來檢測煤粉的下料過程。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著平均粒徑的增加,下料過程逐漸由堵塞、不穩(wěn)定流動發(fā)展至質(zhì)量流;在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,基于等熵壓縮理論和連續(xù)介質(zhì)塑性模型,推導(dǎo)得出描述粉體壓縮,流動及固結(jié)的基本物理方程。利用推導(dǎo)利用所得的物理方程,研究中提出了一種考量煤粉在料倉內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)的新方法,用以評價預(yù)測煤粉的下料行為。該理論方法基于應(yīng)力分析,預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合度較高。2.研究了細(xì)顆粒(粒徑小于40μm)對于煤粉堆積及流動特性的影響,同時對比了不同粒度等級細(xì)顆粒(20μm,20μm-40μm)影響的差異。利用FT4粉體流變儀測試了不同細(xì)顆粒含量煤粉的壓縮性,透氣性,以及剪切特性;利用搭建的有機(jī)玻璃料倉和料倉口應(yīng)力測試裝置,檢測煤粉下料行為以及煤粉在料倉內(nèi)的堆積過程。測試發(fā)現(xiàn),煤粉在料斗內(nèi)的靜置過程中,料倉口的壓力逐漸的減小直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);而且煤粉中含有的細(xì)顆粒越多,達(dá)到穩(wěn)定所需的時間越長。相應(yīng)的,靜置時間不同的煤粉所表現(xiàn)出的下料行為也存在差異�；跉夤滔嗷プ饔梅治�,構(gòu)建了一個粉體堆積模型用,以定量的描述煤粉在料斗內(nèi)的堆積過程。模型計(jì)算結(jié)果解釋了堆積時間對煤粉下料行為影響的機(jī)理。3.研究了包括煙煤、褐煤以及石油焦等工業(yè)燃料粉體的流動機(jī)械特性。利用粉體樣品的流動參數(shù)計(jì)算得到了各個固結(jié)應(yīng)力下的拉伸應(yīng)力;利用表面能測試儀測試得到了樣品的表面特性�；趶椝苄孕巫兝碚�,提出"剛性球體軟接觸點(diǎn)"模型,在微觀層面上分析了燃料粉體的堆積流動性以及燃料粉體粘聚及固結(jié)機(jī)理。模型中,引入了多點(diǎn)接觸理論來表征顆粒不規(guī)則形狀的影響。模型改進(jìn)了彈塑性接觸形變理論模型,用以描述粗糙顆粒之間的接觸及相應(yīng)的顆粒間相互作用。通過將模型計(jì)算結(jié)果同Rumpf方法相結(jié)合的方式,關(guān)聯(lián)了粉體各向同性拉伸應(yīng)力和顆粒間相互作用力,模型預(yù)測與實(shí)驗(yàn)測試值吻合良好。4.制備并選取了粒徑分布特征不同的兩組褐煤粉作為研究對象。第一組煤粉通過氣動篩制備,具有較窄的粒徑分布。第二組煤粉是工業(yè)煤粉,其相應(yīng)的其粒徑分布較寬。分別測試煤粉的壓縮特性以及流動特性和樣品的BET比表面積和表面能�；趯�(shí)驗(yàn)測試結(jié)果,提出了一種基于Rumpf和Molerus分析方法的理論模型,用以研究粒徑分布對于粉體堆積流動特性的影響。模型中以窄分布樣品的測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),計(jì)算了工業(yè)褐煤粉體的各向同性拉伸應(yīng)力,計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)值吻合良好�；谀Ｐ陀�(jì)算結(jié)果,在顆粒細(xì)觀等級的角度上,分析了工業(yè)等級褐煤煤粉的堆積與流動特性。5.選用化學(xué)成分類似但粒徑分布存在差異的四種工業(yè)飛灰作為研究物料。利用高溫旋剪儀(HT-ASC),測試了飛灰在常溫以及500℃下的堆積與流動特性。為了更好的了解溫度對于飛灰堆積及流動特性的影響,研究中采用多分散堆積模型來關(guān)聯(lián)各向同性拉伸應(yīng)力同顆粒間作用力以及細(xì)觀等級下的接觸結(jié)構(gòu)。模型正確的展示了固結(jié)等級以及溫度對于各向同性拉伸應(yīng)力的影響�；谀Ｐ陀�(jì)算結(jié)果,溫度對于飛灰堆積流動特性的影響機(jī)理得以在微觀顆粒接觸的等級下展現(xiàn)。
[Abstract]:In this paper , the influence of particle size , particle size distribution , particle surface property and particle mechanical properties on powder flowability is studied by using industrial pulverized coal as experimental material . A theoretical model based on Rumpf and Molerus analytical methods is introduced to study the influence of particle size distribution on the particle size distribution .

【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ530;TB44

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李保新;倉內(nèi)煤的流動特性及改善措施[J];中州煤炭;1991年05期

2 馬家津,李賢中,莫述誠;濃縮果汁的流動特性[J];北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報;1993年01期

3 梁基照;;含有防老劑未硫化天然膠的擠出流動特性[J];合成材料老化與應(yīng)用;1993年01期

4 梁基照,唐國俊;壓出過程中內(nèi)胎膠流動特性的研究[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1992年04期

5 楊天翼;葛樹生;王萬千;;聚丙烯酰胺水溶液在巖心內(nèi)的流動特性[J];國外油田工程;1992年06期

6 艾亮,申龍涉,周繼宏,谷俊標(biāo);58℃石油蠟流動特性的研究[J];撫順石油學(xué)院學(xué)報;2003年01期

7 彭軍,韓躍文;砼在軟管中的流動特性及阻力計(jì)算[J];礦山機(jī)械;2003年06期

8 河越^y男 ,鄭志勝;新型浮動篩板塔的流動特性(續(xù))[J];化工煉油機(jī)械;1981年06期

9 ;透氣磚溫度場和氣體流動特性的研究與應(yīng)用[J];鋼鐵研究學(xué)報;1994年01期

10 惠世恩，徐通模，劉仲軍，金煥龍，王濱，，蔣慧姝，郭宏生，車得福，任星明，吳友濤;浮頭式廢熱鍋爐高溫工藝氣流動特性的研究[J];化工機(jī)械;1994年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 孫海平;潘建紅;向毅;;催化轉(zhuǎn)化器載體流動特性研究[A];第三屆全國流體傳動及控制工程學(xué)術(shù)會議論文集（第二卷）[C];2004年

2 紀(jì)文峰;趙志剛;董利;許光文;;J閥顆粒流動特性的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國顆粒學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)年會暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會論文集[C];2010年

3 韓繼勇;劉易非;鄭維師;;地下稠油流動特性的研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

4 何楓;郝鵬飛;丁英濤;王飛;;微管道中連續(xù)流或離散流的流動特性[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

5 童耀;焦家訓(xùn);張玉莉;;漿液在砂礫石中的流動特性試驗(yàn)分析[A];地基基礎(chǔ)工程與錨固注漿技術(shù)：2009年地基基礎(chǔ)工程與錨固注漿技術(shù)研討會論文集[C];2009年

6 肖睿;章名耀;劉向東;陳曉平;;第二代增壓流化床聯(lián)合循環(huán)發(fā)電之裂解爐流動特性研究[A];江蘇省能源研究會第七屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

7 屈曉航;田茂誠;冷學(xué)禮;;脈動流通過螺旋翅片管流動特性分析[A];第二十五屆全國水動力學(xué)研討會暨第十二屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集（下冊）[C];2013年

8 賀永;傅建中;陳子辰;;基于激光加工的聚合物微通道的流動特性研究[A];第二屆全國微全分析系統(tǒng)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2004年

9 謝元一;王厚華;;建筑物走廊型通道中火災(zāi)煙氣流動特性的研究[A];2005西南地區(qū)暖通空調(diào)熱能動力年會論文集[C];2005年

10 石惠嫻;駱仲泱;王勤輝;岑可法;;顆粒團(tuán)影響流場內(nèi)流動特性PIV測試[A];第十七屆全國水動力學(xué)研討會暨第六屆全國水動力學(xué)學(xué)術(shù)會議文集[C];2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 劉一;粉體體系堆積、流動特性及其與顆粒間作用力關(guān)系研究[D];華東理工大學(xué);2017年

2 王繼紅;冰漿的管道輸送熱流動特性[D];大連理工大學(xué);2013年

3 馬健;純射流在非恒定橫流中的流動特性研究[D];浙江大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李振華;低質(zhì)燃油高效霧化噴嘴開發(fā)研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2014年

2 陳葉青;易汽化介質(zhì)泵送系統(tǒng)流動特性研究及控制優(yōu)化[D];華南理工大學(xué);2016年

3 高海波;金屬化球團(tuán)流動特性的數(shù)值模擬研究[D];山東理工大學(xué);2016年

4 孫金;射流液固流化床多組分顆粒流動特性的數(shù)值模擬研究[D];東北石油大學(xué);2016年

5 孫蘇皖;氣固流化床內(nèi)寬粒徑分布顆粒的流動特性研究[D];重慶大學(xué);2016年

6 吳羽隆;表面潤濕性及重力協(xié)同控制下的冷凝流動特性[D];大連理工大學(xué);2015年

7 王曉婭;管輸水合物漿液流動特性研究[D];中國民航大學(xué);2015年

8 王暢;基于CFD的COPD患者肺部氣道內(nèi)空氣流動特性研究[D];東北大學(xué);2015年

9 張翅翔;大流量工況下離心泵內(nèi)部流動特性研究[D];浙江理工大學(xué);2014年

10 趙會永;糧食顆粒流動特性的試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：1723475