气固流动

摘要： 为了深入探究流化床内的气固流动规律,以浙江大学1 MW循环流化床热电气多联产试验台为研究对象,使用开源软件MFiX对多联产系统热解炉在不同热解温度(500、600、700°C)时稳态的气体组分分布和炉内固体颗粒相体积分数的变化规律进行了数值模拟。模拟过程使用计算流体力学中被广泛应用于流化床数值模拟的欧拉双流体模型和Gidaspow曳力模型,采用Fortran语言编写热解反应子程序,基于OpenMpI技术实现了三维流化床热解炉的并行化模拟。结果表明:数值模拟结果能准确预测稳态运行时炉膛出口的气体组成以及炉内轴向固相体积分数呈近“S”型分布的环-核结构现象。

摘要： 本文基于多相粒子单元法对化学链分级气化燃料反应器(下部为气化反应器,上部为重整反应器)开展了气固流动数值模拟研究,验证了曳力模型、模型参数(法向和切向颗粒–壁面碰撞恢复系数e和e)对计算结果的敏感性,并确定了合适的曳力模型及模型参数。探究了表观气速和两床接口处狭缝尺寸对颗粒连通量的影响规律,研究结果表明:颗粒连通量随表观气速的增加而增加,随狭缝尺寸的增加而减小。

摘要： 600 MW超临界循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉外置换热器存在两侧管壁温度低,中间管壁温度高的偏差特性.为确保660 MW高效超超临界CFB锅炉安全连续运行,需要解决此问题.通过试验研究,发现外置换热器边壁存在颗粒浓度更高的边界层区域,分析认为边界层内气固流动特性是导致外置换热器偏差的主要原因.基于试验结果,提出通过分区布风,单独设置布风板、侧壁吹扫风等措施,改善边界层颗粒浓度分布,解决外置换热器偏差问题.

摘要： 采用ANSYS Fluent 2020 R2软件计算了开发的新型生物质循环流化床锅炉气固流动与燃烧特性,对内置式旋风分离器内速度分布特征、颗粒分离效率、炉膛温度场分布进行了研究。结果表明:旋风分离器内烟气速度分布呈现四周大中间小的特点,形成漩涡区;存在最佳过量空气系数,当α为1.15~1.2时,分离器的分离效果最好,达到96.5%以上;过量空气系数明显影响炉内燃烧情况,随过量空气系数的增加,温度先增大后减小,最优过量空气系数为1.15。

摘要： 单旋导向挡板是一种广泛应用于流化床反应器中的横向内构件,研究其对鼓泡流化床内气固流动的影响具有重要意义.采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法耦合Igci曳力模型研究带有两层单旋导向挡板的鼓泡流化床内的三维气固流动,并与空筒鼓泡流化床作对比.首先将轴向和径向时均固含率分布的模拟结果和实验数据进行对比,验证了该计算方法的可靠性;随后考察了单旋导向挡板对鼓泡流化床内气泡平均当量直径沿床高的分布以及气体停留时间分布的影响,计算结果表明,单旋导向挡板对大气泡具有一定的破碎作用,在挡板影响区域内气泡平均当量直径变小.同时,有、无挡板流化床内的气体停留时间分布曲线与其数学特征基本一致,表明单旋导向挡板的存在对鼓泡流化床内的气体返混没有明显影响.

摘要： 采用ANSYS Fluent 2020 R2软件计算了开发的新型生物质循环流化床锅炉气固流动与燃烧特性,对内置式旋风分离器内速度分布特征、颗粒分离效率、炉膛温度场分布进行了研究.结果表明:旋风分离器内烟气速度分布呈现四周大中间小的特点,形成漩涡区;存在最佳过量空气系数,当α为1.15～1.2时,分离器的分离效果最好,达到96.5％以上;过量空气系数明显影响炉内燃烧情况,随过量空气系数的增加,温度先增大后减小,最优过量空气系数为1.15.

摘要： 目前,化学链燃烧技术主要局限于不充分的燃料转化和低效的碳捕集率.为了解决这一问题,本文提出了一种基于多腔室塔式鼓泡床的化学链燃烧反应器系统.该系统由塔式燃料反应器、空气反应器、旋风分离器、返料器、提升管和下降管组成循环回路.采用压力测量和气体检测的方法,基于冷态模型研究在不同风量下该系统内的压力分布、气固分布、固体循环量以及窜气规律等气固流动特性.结果表明:返料器可以弥补两个反应器间存在的压差,保持系统内的压力平衡;燃料反应器内流化数应控制在3.5～4.0之间,在保证反应器内气固均匀分布的同时,减弱隔板处的压力损失;固体循环量与提升管内压降成正比,最高可达0.013kg/s,主要影响因素为反应器内流化数;返料器至反应器的窜气率为4％～8％,而两个反应器间几乎没有气体窜混,这为热态反应器的设计与运行提供了良好的实验基础.

摘要： 采用DPM离散相模型、k-ε湍流模型和修正的冲蚀模型,对某煤气化装置闪蒸罐内的气固湍流和冲蚀过程进行了数值模拟,得到闪蒸罐内气固流动及其冲蚀的特性:固体颗粒对闪蒸罐的冲蚀主要发生在入口管和挡板处,入口管处的最大冲蚀速率比罐体其他位置的高两个数量级,挡板处的最大冲蚀速率比罐体其他位置的高一个数量级;修正的冲蚀模型能较准确地预报闪蒸罐内的冲蚀过程,也可用于其他设备冲蚀的工程预测.

摘要： 采用二维床及D类玻璃珠颗粒,在表观气速Ug=0.267～0.978m/s、摇摆幅值Θ=5°～15°、摇摆周期T=8～20s的实验条件下,对摇摆流化床内气固流动过程及气体通过流化床的时均总压降进行了研究,并通过与常规直立床和倾斜床进行对比,分析了床体摇摆对气固流动的影响.结果表明,在平均角速度ωave＞2(°)/s的条件下,当初始装料量和表观气速相同时,气体通过摇摆流化床的时均总压降低于直立床,高于相同最大倾角时的倾斜床;惯性力所产生的压降在0.15 kPa以下,其对床层压降的影响较小,床体倾斜导致气体向边壁区域聚集是影响摇摆流化床内气固流动特性的主要因素,由此导致床内存在固定床和下行移动床状态的非流化区域,使得处于流化区域的颗粒量减少,同时还降低了流化床层在竖直方向的静压.非流化区域的存在还会造成流化区域的气速高于直立床表观气速,两者表观气速之比为1.04～1.49.

摘要： 本文利用计算颗粒流体力学(CPFD)商业软件BarracudaTM对工业循环流化床锅炉中的气固流动和燃烧过程进行了数值模拟,通过模拟得到了炉膛从启动到稳定运行的动态变化过程,在气固流动方面,结果很好地体现了CFB锅炉中炉内颗粒的整体流动形态和特性,并准确预测出了磨损的发生位置,在燃烧方面,计算结果证明采用简化的煤燃烧机理是合理有效的,得到的炉膛温度分布和气体成分分布均与实际测试情况吻合，充分验证了利用CPFD手段预测循环流化床中气固流动和燃烧过程的潜力和可行性.

摘要： 源自强化气固接触的理念,本实验设计了一种新型的化学链燃烧系统,该系统是由空气反应器、燃料反应器、旋风分离器、返料器组成的循环回路.燃料反应器采用多个内置布风板,将单一稠密的鼓泡床分隔为多腔室、气固流态化连续的涌渗床.采用压力分析方法,研究在不同风量下该系统内的压力变化与物料分布.结果表明:涌渗反应器内物料集中在内置布风板处;反应器内流化风量是影响压降的决定因素;合适的流化风量可保证气固流动的稳定.

摘要： 采用CPFD方法对单支管型、双支管型两种结构不同的焦化蜡油分区转化提升管反应器内气固流动行为进行模拟研究.模拟结果显示,CGO反应区出口附近边壁处颗粒径向速度较大,固含率较小.CGO与常规物料汇合后,混合行为主要受到径向分速度的影响.同时,沿提升管高度方向,颗粒混合程度逐渐趋于均一,径向分速度减小.在各种结构的提升管中,双支管型提升管内颗粒混合程度较高;单支管型提升管次之.在CGO反应区出口与常规反应区中心连接的双支管型(Ⅲ型)提升管内,CGO物料及催化剂颗粒能够扩散至提升管中心区域,与常规原料及其催化剂颗粒混合均匀程度最好,是最符合焦化蜡油分区转化工艺要求的分区反应器。

摘要： 针对600MW循环流化床锅炉炉内水冷壁及中隔墙传热系数三维分布情况,本文采用结合颗粒动力学的双流体模型,利用FLUENT软件计算实炉炉内气固流场,将水冷壁、中隔墙表面流场计算结果引入颗粒团更新传热模型,计算水冷壁、中隔墙传热系数.结果表明,炉内受热面传热系数受其表面的气固流场参数影响大,尤其是颗粒浓度;水冷壁、中隔墙传热系数轴向分布相似,沿床高增加,对流传热系数减小,辐射传热系数增大,总传热系数逐渐减小;总传热系数均随空截面气速的增大而增大.

摘要： 研究了甲烷体积浓度0.5 ~3 vol.%的超低浓度甲烷在以0.5 wt.% Pd/Al2O3 为催化剂颗粒的流化床中燃烧时的流动特性，考察了气固流动、催化燃烧对床层膨胀及压力脉动的影响规律，分析了气泡沿炉膛高度方向生长的特性，研究了气固流动对低浓度甲烷燃烧转化率的影响规律。研究表明：升高床温、增加流化风速都会使床层膨胀；气泡生长受温度的影响不明显，但随着流化风速的增加而增大；低浓度甲烷催化燃烧时，床层内部平均压力下降，压力波动幅度减小；流化风速增加，甲烷在流化床中的催化反应向着床层上方移动。

摘要： 基于欧拉-拉格朗日模型，气相采用LES 湍流模型，固相采用一种新的离散颗粒法，同时考虑气固流动，传热传质以及均相与非均相化学反应，建立了流化床中林业废弃物气化过程的三维数理模型。研究了空气当量比(ER)，水蒸气与生物质质量比(S/B)对产气组分和碳转化率的影响。随着ER的增加，CO和CH4的体积分数逐渐减少，CO2 逐渐增加，碳转化率也逐渐升高。随着S/B的增加，CO的体积分数同样逐渐减少，CO2 逐渐增加，碳转化率逐渐下降。同时获得反应器内的颗粒流动、气体组分分布等规律。模型的计算结果与实验结果吻合良好。

摘要： 快速流态化是颗粒材料工业处理过程中重要的一种工艺手段，在各领域中都有极广泛的应用。本文利用计算流体力学—离散单元方法(CFD-DEM)对典型快速流态化装置——微型流化床内的复杂气固流动现象进行模拟，真实地还原流化床各个组件内复杂的气固流动特性。在此基础上，对装置内气固时均速度场、时均空隙率分布等进行了分析。结果发现其在入口出口附近都有明显的波动变化，颗粒时均速度沿轴线呈反“C”型分布，装置结构对气固流动特性有重要的影响。

摘要： 对双支腿循环流化床采用基于k-ε湍流模型的DEM软球模型模拟研究气固两相流动特征。研究了静止床高为40mm，入口气速分别为4.4、5.2和6.0m/s 时宽和高分别为120mm和1000mm的双支腿循环流化床内气固两相流动特征。结果表明：双布风板循环流化床的气固两相流动特征与单布风板的存在明显不同；气体纵向速度分布呈现“M”型分布，气速分布随着床高的增加逐渐趋于水平；循环流化床中心区气速较低，颗粒在该区域内形成回流；循环流化床中心区颗粒浓度较两侧垂直壁面区的要较高，颗粒浓度分布随着气速的增加沿横截面逐渐趋于水平。

摘要： 为了对错流移动床反应器设备的结构优化设计提供指导，基于欧拉-欧拉双流体模型，对分别安装有人字形、三角形和八字形内构件的错流移动床内颗粒流动特性进行了研究，探讨了内构件对流型转变及颗粒流动产生的压力场、速度场的影响。结果表明，三种内构件的加入均改变了颗粒对壁面压力的分布，增加了床上部压力减少了渐缩下料段压力峰值；三角形内构件对流型的转变（从漏斗流转变到整体流）作用最为理想。

摘要： 为了对错流移动床反应器设备的结构优化设计提供指导，基于欧拉-欧拉双流体模型，对分别安装有人字形、三角形和八字形内构件的错流移动床内颗粒流动特性进行了研究，探讨了内构件对流型转变及颗粒流动产生的压力场、速度场的影响。结果表明，三种内构件的加入均改变了颗粒对壁面压力的分布，增加了床上部压力减少了渐缩下料段压力峰值；三角形内构件对流型的转变（从漏斗流转变到整体流）作用最为理想。

摘要： 本发明公开了一种气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，所述反应器包括相连接的上、下两部分，上、下两部分均为回转体，上、下回转体为自回转体的底部至上、下回转体相连接的方向回转体的截面直径逐渐增大的结构。在反应器的下回转体上设有至少一个气体进料通道，反应器顶部设有出气口，所述气体进料通道沿反应器下回转体内圆周切线方向设置。还公开了一种利用该反应器实现全混流反应的方法，进气后先形成螺旋上升的涡流，再形成上下方向的涡流，上下方向的涡流和螺旋上升的涡流混合实现返混。本反应器可利用自身结构实现气相或气固两相反应，结构简单，结合上述进气速度等参数，可使无因次方差接近1，从而实现全混流。

摘要： 本发明提供了一种天然气水合物颗粒合成及气液固三相流动的实验装置，由分离器、压缩机、泵、聚焦光束反射测量仪、颗粒录影显微镜、混合器、水合物颗粒制备罐、测试管段、高速摄像仪、高压气瓶、注水口、阀门、流量计、伽马相分率仪、可视窗、恒温水浴、温度计、压力表、差压传感器组成；在水合物颗粒制备罐中安装有可上下移动、转速可调的破碎刀片，可开关的三种不同孔隙度筛网，能将水合物打碎成细小颗粒并控制打入到气液固混合器的颗粒粒径，实现测试管段中含不同初始粒径的水合物颗粒的气液固三相流动实验。本发明克服了现有装置不能测试指定粒径的天然气水合物颗粒在管流下的粒径变化速率和运动特征的问题，具有结构简单，操作方便的优点。

摘要： 本发明公开了一种气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，所述反应器包括相连接的上、下两部分，上、下两部分均为回转体，上、下回转体为自回转体的底部至上、下回转体相连接的方向回转体的截面直径逐渐增大的结构。在反应器的下回转体上设有至少一个气体进料通道，反应器顶部设有出气口，所述气体进料通道沿反应器下回转体内圆周切线方向设置。还公开了一种利用该反应器实现全混流反应的方法，进气后先形成螺旋上升的涡流，再形成上下方向的涡流，上下方向的涡流和螺旋上升的涡流混合实现返混。本反应器可利用自身结构实现气相或气固两相反应，结构简单，结合上述进气速度等参数，可使无因次方差接近1，从而实现全混流。

摘要： 本发明公开了一种气固两相流动沉积特性实验装置。包括旋涡风机、蒸汽发生器、空气加热器、加湿器、储水罐、实验箱、球阀、文丘里混合器、高速摄像机、计算系统等组成。储水罐右侧连通蒸汽发生器，下侧连通加湿器，左侧连通实验箱。供气系统包括旋涡风机和空气加热器，装置尾部使用颗粒收集袋，实现气固分离，收集固体颗粒。本发明可用来研究不同空气温度、湿度条件下颗粒沉积规律，揭示颗粒沉积率与温度，湿度的关系。可为锅炉换热器、气力输送、除尘设备的选型与优化提供数据支撑。

摘要： 本发明公开了一种气固两相流流动参数测量方法、电子设备及存储介质，其中气固两相流流动参数测量方法包括：获取待测区域电容向量，重建出待测区域的实介电常数分布；基于重建出的实介电常数分布，在假设颗粒水分的情况下，得到颗粒浓度分布与颗粒水分；基于颗粒浓度分布与颗粒水分，得到微波频段测量区域的复介电常数分布情况；计算复介电常数分布情况下微波的衰减情况；设定对比值，根据计算得到的复介电常数分布情况下微波的衰减与实际测量得到的微波衰减的对比，修正假设的颗粒水分满足对比值；将满足对比值的颗粒水分作为最终的颗粒水分。本发明提出的电容层析成像与微波法融合的测量方法，提升了测量精度与测量范围。

摘要： 本申请提供了一种斜管内气固异常流动诊断方法、装置、电子设备及存储介质，其中，所述方法包括：实时获取斜管内部上、中、下游三处流体的压力脉动，并进行数据调取；根据数据调取到的所述压力脉动的时域信号确定所述压力脉动的频域信号；基于所述压力脉动的频域信号，对所述斜管内部上游与中游、中游与下游处流体的压力脉动进行相干性分析，分别得到第一相干性系数和第二相干性系数；根据所述第一相干性系数、所述第二相干性系数与预设第一固定值的大小关系确定所述斜管内部是否产生波动的传递；若所述斜管内部产生波动的传递，则基于所述斜管内部上、中、下游三处流体的压力脉动的时域信号进行因果判断，确定所述斜管内部波动的流动方向。

摘要： 本发明公开了一种气固两相流动沉积特性实验装置。包括旋涡风机、蒸汽发生器、空气加热器、加湿器、储水罐、实验箱、球阀、文丘里混合器、高速摄像机、计算系统等组成。储水罐右侧连通蒸汽发生器，下侧连通加湿器，左侧连通实验箱。供气系统包括旋涡风机和空气加热器，装置尾部使用颗粒收集袋，实现气固分离，收集固体颗粒。本发明可用来研究不同空气温度、湿度条件下颗粒沉积规律，揭示颗粒沉积率与温度，湿度的关系。可为锅炉换热器、气力输送、除尘设备的选型与优化提供数据支撑。

摘要： 本实用新型公开了一种用于气固两相流动沉积特性实验装置的自动分筛进料单元。自动分筛进料单元包括箱体、物料分径机构和介质流道，箱体的底部设有介质流道，介质流道的两端分别连接第一三通换向球阀和实验测试管段，介质流道上方的箱体内布置物料分径机构；物料分径机中，第一连杆的下端铰接于箱体内的水平板，第一连杆经第三连杆和载物盘支架的进行铰接，箱体侧壁中部从上到下分别安装有水平布置的三条传送带，载物盘支架和三条传送带之间从上到下分别安装有三个载物盘，三个载物盘分别铰接到三个传送带传送输入端旁箱体侧壁上。本实用新型将投放固体颗粒按照粒径大小分类，有效地控制进入试验管道的固体颗粒物质的粒径，可方便多次重复实验操作。

摘要： 本发明涉及一种基于CFD‑DEM耦合模型的高炉回旋区气固流动稳定性分析方法，包括：利用三维建模软件建立回旋区几何模型，设定回旋区几何模型的尺寸参数，并设定基本求解参数；根据计算流体动力学的方法建立传输过程中的流体相控制方程；根据离散单元法建立固体相控制方程；根据离散单元法计算回旋区几何模型的网格中的孔隙率以及颗粒‑流体相互作用力，结合离散单元法以及计算流体动力学的方法，以确定下一时间步长的单个颗粒的位置以及速度信息，并按照上述步骤循环直至达到预设仿真时间以形成动态平衡的回旋区。本发明中，通过选择不同鼓风速度以及床宽进行计算，对比气固流动效果，以对实际回旋区形貌等优化控制提供理论依据。

摘要： 本发明涉及一种基于CFD‑DEM耦合模型的高炉回旋区气固流动稳定性分析方法，包括：利用三维建模软件建立回旋区几何模型，设定回旋区几何模型的尺寸参数，并设定基本求解参数；根据计算流体动力学的方法建立传输过程中的流体相控制方程；根据离散单元法建立固体相控制方程；根据离散单元法计算回旋区几何模型的网格中的孔隙率以及颗粒‑流体相互作用力，结合离散单元法以及计算流体动力学的方法，以确定下一时间步长的单个颗粒的位置以及速度信息，并按照上述步骤循环直至达到预设仿真时间以形成动态平衡的回旋区。本发明中，通过选择不同鼓风速度以及床宽进行计算，对比气固流动效果，以对实际回旋区形貌等优化控制提供理论依据。