填充床

摘要： 填充床储热装置作为储能子系统广泛应用于诸如光热电站等能源系统。本文采用数值模拟方法对不同结构的球形储能单元构成的填充床储能装置的瞬态传热特性进行了研究。使用的球形储能单元包括光滑球体、表面带凹坑球体和带贯穿孔洞球体,研究发现穿孔小球的储热性能优势明显。基于带孔小球储能单元比较分析了相变材料以及非相变材料组成的储能填充床的储能性能,研究结果表明相变材料的潜热明显提高了储能量。本文也研究了储能单元孔径、传热介质入口温度和储能材料潜热值对储热性能的影响。

摘要： 基于FLUENT软件对一体式光热吸储单元8 h储热与16 h放热过程进行数值模拟,得到填充床中岩石及空气的温度分布,研究其传热特性,并分析热性能的影响因素。结果表明:储热过程中,填充床轴向及径向温度分布都不均匀,轴向上存在斜温层,填充床上部沿径向分布有局部高温区域,轴向及径向温度分布随时间的变化与回流管道的存在有关;平衡节点处岩石与空气温度相等,平衡节点距填充床吸热表面的距离随着储热时间的增大而增大,但是与径向位置基本无关;一体式光热吸储单元8 h的储热效率可达97.6%,回流管道出口离地高度不影响热效率,循环风机压差主要影响放热效率与光热效率,岩石颗粒平均直径主要影响吸收效率与放热效率。

摘要： 以自制气固传热装置为实验平台,研究影响烧结矿床层内气固体积传热系数的主要因素及其影响规律,并确定床层内气固体积传热系数的实验关联式.研究结果表明:烧结矿颗粒直径和空气进口流量是影响床层内气固体积传热系数的主要因素.烧结矿颗粒直径越小,空气进口流量越大,床层内气固体积传热系数就越大.当颗粒直径和空气进口流量一定时,床层内气固体积传热系数随颗粒温度增加而增大.由于计算误差较大,现有经验关联式不适用于计算烧结矿床层内气固体积传热系数.采用实验数据拟合得出的关联式能很好地描述烧结矿床层内气固传热过程,其平均计算相对误差仅为4.94％.

摘要： 为了分析烧结矿竖罐式冷却工艺的可行性,有必要研究不规则烧结矿颗粒填充床内的气体流动特性.首先,采用排水法、等体积法和称重法等方法表征烧结矿的颗粒特性;其次,利用自制试验台测量烧结矿填充床内的气体流动阻力,并重点分析颗粒形状对床层内阻力特性、渗透性和气体流动状态的影响.研究结果表明:烧结矿颗粒的不规则程度随着粒度增加而增加,导致床层空隙率逐渐增大;单位床层高度的气体流动阻力随着颗粒的不规则程度增加而呈指数关系降低;床层渗透性随着颗粒的不规则程度增加而增加,而惯性阻力效应则与之相反;颗粒形状会对烧结矿床层内的气体流动状态产生显著差异,尤其在较低的气体速度下.此外,由于颗粒形状不规则,床层内的气体流动大部分处于过渡区和湍流区;ERGUN方程的预测平均值低于实测值69.03％,表明ERGUN方程不适合预测不规则颗粒床层内的流动阻力,但利用本文形状因子修正的阻力关联式可以较好地预测烧结矿填充床内的气体流动阻力,平均相对误差为3.65％.

摘要： 颗粒堆积床作为反应器和分离器等的重要组成广泛应用于实际化学工业生产中.基于传统的有序堆积结构,提出了一种新型格栅支撑有序堆积结构,通过采用新型格栅支撑结构可以快速构建有序颗粒堆积床,其中包括格栅支撑简单立方、格栅支撑体心立方、格栅支撑疏松面心立方和格栅支撑密实面心立方颗粒堆积结构.对4种颗粒堆积单元通道内的流动换热进行模拟研究后发现,不同堆积形式的格栅支撑颗粒堆积床流动换热性能不同;在相同的面心立方堆积形式下,使用不同的格栅支撑结构,其流动传热也有明显差异;与传统有序堆积结构相比,在换热相差不多的情况下,格栅支撑有序堆积结构的压降减小,所以其综合换热效率有明显提升.

摘要： 针对应用于高温储热场合的导热油砂石填充床储热,建立物理数学模型,采用数值模拟方法,重点探究在稳定热源和非稳定热源同时蓄放热工况下,蓄放热出口温度、斜温层厚度等参数.研究发现:传统蓄热罐同时蓄放热后期,换热功率较小,蓄热出口温度上升较慢;当蓄热罐内部传热工质结构相同时,净蓄放热流量越小,蓄热出口达到稳定的用时越长;同一净蓄热流量下,传统蓄热罐运行过程中斜温层厚度远远小于填充床蓄热罐运行时斜温层厚度;以热源为方波形式的周期性蓄热过程探究非稳定热源同时蓄放热.由于周期叠加性的影响,各工况每周期结束后放热出口温度上升,蓄热罐内斜温层的厚度逐渐增大,放热出口温度呈现周期性波动.

摘要： 天然岩石作为深冷储能材料具有适宜温度范围宽、成本低和材料易得等优点,其在深冷温区的热物性和循环稳定性是影响蓄冷单元性能的关键.本文为探究储/释冷循环对岩石深冷储能材料性能的影响,建立了深冷储/释循环实验台,研究了千次储/释冷循环对大理石、花岗岩、石灰岩和玄武岩四种岩石的热物性和强度的影响.实验结果表明,在千次储/释冷循环前后,大理石、玄武岩和石灰岩的外观均无发生明显变化,而花岗岩会存在少量的裂纹和脱落.循环储/释冷千次对岩石的密度、导热系数和比热容均无明显的影响.大理石和玄武岩的抗压强度随着循环次数的增加而基本不变;花岗岩和石灰岩的抗压强度随着循环次数的增加而有较大的提高.基于实验结果获得了在深冷至常温区间内四种岩石材料的导热系数和比热容随温度变化的关系式.对比分析表明,四种岩石的体积储能密度存在较大差异,石灰岩的体积储能密度最大,而花岗岩的最小.本研究将为深冷储能单元及系统的研发提供重要基础数据.

摘要： 在内径为165 mm气液并流向上填充鼓泡塔中采用示踪法考查了表观气速、表观液速、液体黏度、填料大小等因素对液体轴向混合特性的影响.根据实验结果得出:Peclet准数随表观液速的增加而增大,轴向返混程度减小,而随表观气速或液相黏度的增加而Peclet准数略有减小,轴向混合程度增加.同时,填料的引入明显减少轴向混合程度,随着填料直径的增加,Peclet准数明显减少,轴向混合程度增大.根据实验结果,关联了实验范围内Peclet准数的计算式,为填充鼓泡塔反应器的设计与放大提供了一定的指导作用.

摘要： 文章针对传统热泵储电系统储能密度低、工作温度高等问题,基于新型相变胶囊的换热特性,提出了一种新型热泵储电系统,并对该系统的热力学性能与做功过程进行分析.分析结果表明:新型热泵储电系统的储能密度为271.8 kW·h/m3,比传统热泵储电系统的储能密度增加了221.8 kW·h/m3;新型热泵储电系统在单次、循环充放电过程中的储热效率分别为55.1％,26.9％、在循环充放电过程中的往返效率为69.1％;与以非相变材料作为储能介质的热泵储电系统相比,新型热泵储电系统的充电时间延长了55％.文章所提出的新型热泵储电系统在储能领域具有一定的实用性.

摘要： 应用颗粒离散元法建立径向流反应器内球形颗粒随机堆积环形催化剂床层模型,采用颗粒流程序-计算流体动力学(PFC-CFD)耦合求解法得到床层内流体流动压力场、速度场分布规律,研究当边界条件相同、颗粒粒径分别为12、14、16、20、28 mm时,随机堆积床层内场分布的变化规律.结果表明:随着催化剂颗粒粒径的减小,床层阻力增大,床层速度、压力的变化梯度也增大,但流体沿轴向分布较均匀;粒径12 mm的催化床层径向流反应器内部轴流分布最均匀.

摘要： 为进一步探索COREX过程固体物料的运动状态,本文对COREX过程中涉及到的细小颗粒渗流行为进行了DEM模拟.考擦不同颗粒直径比、阻尼系数及滑动摩擦系数对细小颗粒渗流行为的影响,特别是计算得到不同模拟参数下细小颗粒在填充床内的运动轨迹.模拟结果显示,渗流过程中细小颗粒的平均渗流速度为一定值.随着颗粒直径比的增加,颗粒竖直方向的渗流速度逐渐减小,停留时间与径向弥散逐渐变大.随着颗粒间阻尼系数的增加,颗粒渗流速度逐渐增加,停留时间逐渐减小,径向弥散逐渐变小.滑动摩擦系数对细小颗粒的渗流行为影响较小.从细小颗粒运动轨迹分析可知,颗粒直径比变大时,细小颗粒易在空隙中缓慢移动,易趋于静止床层中,导致颗粒沉积.随着颗粒间阻尼系数变小,颗粒运动轨迹向填充床边缘发展,偏离床层中心.

摘要： 高温蓄热是太阳能热发电、高温热利用等的重要组成部分.本文建立了高温填充床蓄热系统实验装置,采用高温三元熔盐作为传热流体介质,分别采用陶瓷球颗粒和相变球颗粒作为填充材料对蓄热系统进行了实验研究,对蓄热系统进行了整体性能测试.分别得到了显热蓄热和相变蓄热过程中不同时刻、不同测点的温度变化和蓄热量的变化规律,可为蓄热系统的设计提供实验参考.

摘要： 建立一个有代表意义的填充床模型，颗粒的数目不宜过少，否则无法排除边界效应。填充床中流体在颗粒之间的缝隙内流过，流道几何形状极端复杂，其局部流动的直接求解无论在网格生成还是运算规模上都十分具有挑战性。本文采用基于Chimera网格的分布式并行计算方法开发了一种求解填充床内部流场的并行流动求解器，对球粒填充床的内部流动进行了数值求解。

摘要： 化学反应工程最基本的议题之一是按特定反应过程的目标,认识不同反应过程的行为特征,并以此为依据研究最合理的反应器.气液固三相反应过程门类繁多,性质各异.三相反应器也相应呈现多种多样的结构和操作方式.本文主要讨论三相反应器的重要型式之一——填充床反应器的三种操作方式及其各自的操作特点和适用范围.重点在于研究对于一种特定的反应系统.如何确定其合理的操作方式.

摘要： 将填充床视为多孔介质,从渗流力学的观点研究流体流动,并考虑了流体的压缩性,给出了填充床中的非均匀流场,并进一步研究填充床中反应气体传输和化学反应.与不可压缩流体对流、反应、扩散的比较表明,填充床两端压差增大时,两种流动的孔隙压力分布差别很小,但渗流速度的差别却较大.而流速的小的差别会引起Peclet数的大的差别,最终引起反应气体浓度的大的差别.因而气体的压缩性一般不能被忽略.对反应气体浓度而言,反应器入口处的流速与反应器内由于气体膨胀产生的附加速度变化是两种性质不同的对流,前者使气体浓度上升,后者使气体浓度下降。

摘要： 考虑到气体的可压缩性以及气固化学反应过程中的热质传递过程，运用渗流力学、宏观气固反应动力学和传热学理论，针对内扩散和化学反应联合控制的情况，建立了综合反映颗粒堆积的多孔介质中可压缩气体流动与气固化学反应和热量传递之间相互作用的数学模型，采用控制容积积分方法求得模型的数值解。实例计算表明：当多孔介质中发生显著吸热(或放热)气固化学反应时，流动、化学反应、热量传递三者之间具有明显的相互作用;化学反应的活跃区不一定首先出现在反应器的入口附近。

摘要： 本文以填充床中显著多相气固反应aA(g)+bB(s)=cC(g)+dD(s)为对象,建立相应数学模型研究等温条件下反应与可压缩流动的相互作用.与简单反应体系相比,多相气固反应流场有更丰富的现象,化学计量系数、颗粒大小、气体组分摩尔质量对流动有显著的影响;按耦合分析和非耦合分析得到的流场和气体浓度有显著的差别.反应对流动的影响包括两个方面,以源汇项表现出来的化学反应对气体流动的影响和反应过程中气体组分摩尔分数改变对混合气体压缩性的影响。

摘要： 研究了在实验室尺度时的催化剂堆积床中催化剂强度失效对床层压降的影响.结果表明,随着催化剂的颗粒破碎,床层压降存在一个猛增点,在猛增点之前,压降缓慢增加,在猛增点之后,压降迅速增加,并提出用Ergun方程和一个经验方程来表征这个压降增加的过程.

摘要： 气流通过球团竖炉内填充床的阻力特性计算通常采用Ergun公式,但在应用过程中发现Ergun公式存在很大偏差,基于此,本文建立了球团竖炉冷态模型装置,并在模型上测定了空塔流速与料层压降之间的关系,依此对Ergun阻力系数f和f进行了回归得到了Ergun修正公式,通过实验证明该修正公式比Ergun公式更为准确地描述竖炉内的料层阻力.

摘要： 实验研究了低雷诺数下(8-300)填充及非填充微通道内的流体流动及微观混合特性.通过CCD 高速摄像系统观察微通道内混合行为,并利用Villermaux/Dushman 快速平行竞争体系获得离集指数以表征混合效率.相比于非填充微通道,填充微通道内流体单元在微颗粒的作用下拉伸、折叠、剪切,导致极短的扩散距离以及更大的比表面积,从而获得更高的微观混合效率.在足够长的填充长度及合适填充位置下,能够获得理想的微观混合状态.基于合并模型计算了微观混合时间,其值处于0～10-4s.

摘要： 本发明涉及在FT合成反应用气泡塔型浆料床反应器上设置的催化剂填充装置。其具备：与反应器邻接地设置的由FT合成反应催化剂和浆料调制用油调制浆料S的浆料调制槽、将浆料从反应器引导至浆料调制槽中的上部连通管、将浆料从浆料调制槽引导至反应器中的下部连通管、使反应器内与浆料调制槽内连通的均压管。上部连通管从反应器朝向浆料调制槽向下方倾斜，下部连通管从反应器朝向浆料调制槽向上方倾斜。在浆料调制槽上设置有导入不活泼性气体的不活泼性气体导入机构。

摘要： 本发明涉及在FT合成反应用气泡塔型浆料床反应器上设置的催化剂填充装置。其具备：与反应器邻接地设置的由FT合成反应催化剂和浆料调制用油调制浆料S的浆料调制槽、将浆料从反应器引导至浆料调制槽中的上部连通管、将浆料从浆料调制槽引导至反应器中的下部连通管、使反应器内与浆料调制槽内连通的均压管。上部连通管从反应器朝向浆料调制槽向下方倾斜，下部连通管从反应器朝向浆料调制槽向上方倾斜。在浆料调制槽上设置有导入不活泼性气体的不活泼性气体导入机构。

摘要： 色谱柱具有保持塞，该保持塞永久地固定至柱的上游端并阻塞穿过柱的孔的一端。保持塞具有穿过其中的流体通道。该通道的上游端的直径优选但任选地大于通道的下游端的直径。保持塞的上游的上游多孔部件由上游端盖保持并被推向该塞。色谱介质从上游多孔部件通过保持塞中的通道延伸到由下游端盖保持的下游多孔部件。保持塞和下游多孔部件之间的介质受到压缩以形成填充介质的床。

摘要： 本发明公开了一种用于深床滤池滤料层填充的装置及填充方法，该装置包括泥沙池、进料管路、进料泵组、出料管路、深床滤池、出水储池、回收泵组、回水管路；其中，泥沙池出料口与进料管路连接；进料管路由吸砂管路和吸水管路汇集成一路构成，吸砂管路入口处和吸水管路入口处均连接泥沙池，进料管路出口处连接进料泵组入口；进料泵组出口连接出料管路；深床滤池自上而下依次设置滤料层、承托层、集水槽、出水暗渠；出水暗渠出水口通过管路与出水储池入水口连接；出水储池出水口通过管路与回收泵组进水口连接；回收泵组出水口通过回水管路与泥沙池回水口连接。本发明的填充装置适用性强，操作简便，安全隐患小，装填速度快，无扬尘，成本低。

摘要： 披露了一种吸附体床层，该吸附体床层包括至少一个基本复合结构，该至少一个基本复合结构包含在聚合物基质中的吸附颗粒，其中该吸附体床层具有床层填充率ρ床层，该床层填充率被定义为由该至少一个基本复合结构占据的体积V基本复合结构除以该吸附体床层的体积V床层，其中ρ床层大于0.60。

摘要： 本实用新型属于化工反应器检测工具技术领域,尤其涉及一种固定床式反应器中列管填充物填充效果检测工具，包括：导气管、胶塞、压紧盘、节流件、压差表、气源管和软管；其中，所述导气管由彼此独立的检测端、显示端这两部分组成，检测端和显示端均为一端开口，另一端封闭的管状结构件；检测端封闭的一端和显示端封闭的一端之间通过软管连接；胶塞和压紧盘均固定在检测端上，所述胶塞和压紧盘之间紧密接触，压紧盘位于胶塞和软管之间，节流件用于连接显示端的开口端与气源管。压差表安装在显示端上，且位于节流件和显示端的封闭端之间。该装置能够有效检测列管内催化剂的填充紧密度，为不同列管中催化剂等填充物的填充紧密度的调节提供检测依据。

摘要： 本发明涉及基于封闭热力循环的用于存储电能的系统和方法。其以非常有效、经济和安全的方式使存储电能成为可能。无需对环境有害或昂贵的材料。该系统包括压缩机、涡轮机和两个在不同温度水平下运行的填充床式存储单元。为了加载填充床式存储单元，该循环作为逆时针热泵过程运行。在该过程中，在压缩机的出口处产生的热在高温水平下膨胀到第一填充床式存储单元中并存储在其中。在涡轮机中的气态工作介质的随后膨胀期间产生的“冷”被存储在第二填充床式存储单元中。这需要由电机提供的机械能。为了使能量存储系统放点，循环反向运行(即，作为顺时针工作循环)。在进入压缩机之前，工作介质使用存储在第二填充床式存储单元中的冷来冷却，并且在压缩之后，从高温填充床式存储系统吸收热量。高压热工作介质借助于涡轮机膨胀，从而产生能量。

摘要： 构成树脂催化填充床(12)的填充物的一种方法，包括：提供弹性机构(1)，它能在树脂颗粒(11)与具体的工作物质接触后膨胀所加的压力下被压缩，并有适合该树脂膨胀系数的伸缩性和弹性变形特征；制备由树脂颗粒(11)和弹性机构(1)的混合物组成的填充物，混合是按作为膨胀变函数选择的比例进行的；和装载填充物(5)以便形成弹性的催化填充床(12)，它能在树脂颗粒(11)膨胀后保持尺寸的稳定和能使该物质容易流过催化填充床(12)。这样构成的填充物包括与具体工作物质接触后可以膨胀的树脂颗粒和在膨胀颗粒所加压力下可被压缩的弹性机构(1)的混合物(5)，混合物是颗粒(11)和弹性机构(1)按作为树脂膨胀系数的函数选择的比例组成的。

摘要： [问题]在使用强聚集性、易固结的粉末的填充床、移动床和多段流化床中，由于产生沟流，不能够与气体均匀接触，因此需要一种不产生沟流且能够使用这种粉末的装置。[解决方案]根据本发明，通过在从下方通风的填充床3或移动床内安装至少一对板来抑制沟流的发生，该对板至少由一对水平摆动多孔板5和静止多孔板4组成；并且使摆动多孔板5作水平摆动运动，从而将水平摆动运动传递给粉末，从而在使用强聚集性、易固结粉末的填充床、移动床或多段流化床装置中实现迄今为止不可能的均匀气固接触，且粉末床中的这些多孔板抑制了粉末固结的发生。此外，在配备这种摆动机构的多段流化床中，即使气体流速小于最初流化速度，摆动板的运动也能实现均匀的气固接触。

摘要： 本实用新型涉及石油化工用的一种填充床式固定床催化反应器，它主要由气体进口、气体分布装置、器体、惰性填充层、催化剂、集气环和气体出口组成。所述气体进口和气体出口分别位于器体上部和下部；惰性填充层采用三层设计，催化剂采用两层设计，且二者为交叉式组合设计；气体分布装置位于进气口的下端，集气环位于气体出口的上端，在集气环的表面采用的是开小孔式设计，且其小孔的直径小于惰性填充层内填充物的直径，防止惰性填充层内的填充物从气体出口漏出。本实用新型使用方便快捷，拆卸简单，气体反应转化率高。