液固循环流化床管内颗粒分布及磨损特性的研究

摘要

液固循环流化床换热器依靠固体颗粒与换热器壁面的不断碰撞、冲刷磨损等作用，有效地防止了污垢在换热壁面上沉积，因此，对流化床管内颗粒分布及磨损特性的研究成为换热器壁面污垢清除的热点之一。 本文根据单管循环流化床的实际结构，采用离散相模型对90°弯管内的颗粒分布及磨损特性进行了研究。颗粒在弯管内流动时，弯头处颗粒集中分布在外侧壁面；随着轴向高度的增加，颗粒主要分布在直管中心，近管壁区的颗粒速度低于管中心的颗粒速度，对壁面的碰撞机率减小，磨损率减小；颗粒对外侧壁面的磨损率随着液速、质量流量及粒径的增加而增加；对不同角度弯管的颗粒分布进行了比较和分析，认为90°弯管的综合性能最好。同时对竖直管段内颗粒分布进行了实验研究，模拟结果与实验数据吻合较好，从而验证模型的适用性，也为多相流化床防、除垢的工业应用提供了一定的参考。 根据生产中多管液固流化床换热器的实际结构，模拟分析了颗粒在换热器管束内的分布。颗粒的存在使换热器内液相流场发生改变，与单液相相比，液相的湍动程度明显增加；对于不同结构的换热器，上下锥角相同且都为60°时，颗粒在换热器管束内的浓度分布较均匀，为换热器管束中颗粒分布的研究提供一定理论依据。