生物质高压密相输送特性试验研究

生物质气流床气化技术是一项新技术,生物质加压密相输送是需要解决的关键问题之一。本文在大型中试高压密相试验装置上进行两种特殊生物质粉料的输送试验,研究物料特性和操作参数对其流动特性的影响。试验结果表明,本试验系统输送生物质稳定可靠,质量流量随着输送差压和发料罐压力的升高增大。随表观气速增大两种生物质弯管当量长度系数K近似为定值,生物质1的K值大于生物质2,且生物质1的K值随输送差压的增加而增大;两种生物质的固相摩擦系数随着体积分数和接收罐压力的增大逐渐增大。     

空气斜槽浓相煤粉输送的实验研究

在一个长7 m的空气斜槽内进行浓相输送煤粉的实验研究.实验结果表明,随着空气表观速度增加,煤粉饱和输送量先增加,随后达到稳定,约为0.25kg/s.槽倾角低于5°时,煤粉不流动.倾角在5°～7°内,煤粉的饱和输送量和最大固气质量比随角度变化不明显,但随倾角增大,处于最大固气比下的工作空气速度范围增大.输送槽高度对煤粉的...     

加压密相粉煤输送特性及稳定性研究

在高压气力输送试验台上,用氮气进行煤粉高压浓相气力输送试验研究.考察操作参数和粉体物性对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响,用信息熵分析试验过程中采集到的差压波动时间序列,建立信息熵和流动特性之间的关联.结果表明流动相图与SHANNON熵之间呈现较好的规律性.随着煤粉含水率的增大,煤粉的质量流量和压损减小,SHANNON熵值下降.随着输送压损的增大,SHANNON熵增大.     

涡旋燃烧炉流动、传热和燃烧特性的研究

本文应用强旋湍流气一固两相流动和煤粉燃烧的数学模型，对新型涡旋燃烧炉内的流动、传热和燃烧过程进行了系统的模拟和分析，得到了与实验相符合的结果。结果表明，涡旋燃烧炉内的湍流空气动力场分布具有强旋、回流和正在发展流的特点。水冷壁总吸热量随燃烧热负荷的增大成比例地增加。煤粉颗粒在炉内的平均停留时间随初始粒径的增大而加长。炉内可实现煤粉的低温、强旋、高效率和高强度燃烧。     

新型板式换热器的传热与流动特性

对一种新型相变板式换热器进行了实验研究,气侧流量范围为650~2000 kg/h,水侧流量范围为20~48m~3/h,重点研究了相变板式换热器总传热系数和压力损失随两侧流量的变化规律,并进行了相应的理论分析。实验结果表明:总传热系数随着气水两侧流量的增大而增大,且随气侧流量增大的程度更为显著;水侧压降随水侧流量的增大而增大,但随气侧流量的变化没有明显关系;气侧压降随两侧流量呈现相同的变化规律,即流量增大,气侧压降也增大。     

加压高通量CFB上升管气固流动特性实验研究

通过实验的方法考察了加压下,平均粒径为137μm、密度为2490 kg·m^-3的Geldart B类颗粒在固体通量为183～773 kg·m^-2·s^-1的高通量循环流化床上升管内的流动特性。结果表明,加压下七升管压降曲线近似线性分布。随着操作压力的增加,上升管底部颗粒浓度先增大后减小,顶部颗粒浓度逐渐增大,密相区的范围也逐渐增大。加压下截面平均颗粒浓度随颗粒循环速率和操作气速的变化和常压相类似,即随颗粒循环速率的增加而增加,随操作气速的增加而降低。     

气液固三相浆态床流型转变特性的试验研究

建立了高0.8 m,截面为0.1 m×0.01m的可视化浆态床实验系统,采用空气、水和玻璃粉作为浆态床中气液固三相,研究了颗粒粒径为58~75μm和106~150μm,固相体积分数为3%和9%时的宏观流动特性。试验获得了不同物料体系下的床层压降随气体雷诺数的变化规律,同时得到了颗粒浓度对流型转变气速的影响。找到均匀流流型向过渡流型转变的第一转变点和从过渡流型向非均匀流型转变的第二转变点的取值范围。结果表明:三相体系的压差值随着气体雷诺数的增大而趋于一个稳定值,颗粒粒径增大会使体系压差值增大;固体颗粒浓度的增加,会使第二转变点取值减小,而颗粒粒径对流型转变气速影响很小.同相浓度的增加,会加快三相体系的失稳,在更低的气速下进入到非均相湍动流动状态中.     

加压密相气力输送煤粉颗粒荷电特性研究

介绍了一种非接触式移动颗粒静电测试方法,并在加压密相气力输送实验装置上对质量浓度在128～230 kg/m3,气体表观速度在6～15 m/s条件下的煤粉颗粒荷电特性进行了实验研究.颗粒平均粒径为35.6μm.实验结果表明:粉体颗粒荷电指示值随着颗粒浓度的增加逐步增大,浓度在150～160 kg/m3之间时达到最大值,随后减小;指示值随着气体表观速度的增加而增大,而后趋于饱和值.     

二维流化床中流动的非线性特性分析

本文建立简化二维流化床模型对其进行数值求解,对流场内九个点监测压力与固相体积分数数据。对数据进行后处理计算流场的关联维度与K熵,通过比较判别系统混沌程度与气速关系。结果显示随着气速增加,系统混沌程度增加。相空间重构图像、关联维数与K熵结果均显示出流场存在不对称,相比于相空间重构图,关联维度与K熵更精准地表示监测点时间序列的混沌强度。压力项与固相体积分数混沌程度变化并不对应。随流速增加气固交换混沌程度的较大值由中部转移至两侧并且左右数值更加趋近相同,压力关联维度在底部随速度先增后降。     

稠密颗粒射流倾斜撞击颗粒膜特征

采用高速摄像仪对稠密颗粒射流倾斜撞击形成的类液体颗粒膜特征进行实验研究,考察了颗粒粒径、射流速度以及射流含固率等因素对颗粒膜形态及动态特征的影响.结果表明:随着颗粒粒径增大,稠密颗粒倾斜撞击流由颗粒膜向散射模式转变;随着射流速度增加,气固不稳定增强,射流流量出现脉动,正面与侧面分别表现为颗粒膜的非轴对称振荡和表面波纹结构;颗粒膜非轴对称振荡的振荡频率和振荡幅度随射流速度的增大而增大;表面波纹速度和波长沿传播方向增大,波纹间存在叠加现象.颗粒膜出现非轴对称振荡主要是因为喷嘴出口由气固不稳定性引起的射流流量脉动,射流流量脉动频率与撞击面振荡频率基本相当.     

细圆管内超临界二氧化碳对流换热的实验研究

本文对超临界压力二氧化碳在内径为1 mm的竖直细圆管中的对流换热进行了实验研究.分析了流体的热流密度、进口温度、质量流量以及流动方向对超临界压力二氧化碳对流换热的影响.实验研究发现,热流密度、进口温度、质量流量以及浮升力对细圆管内对流换热的影响很大,对流换热系数在准临界温度附近存在峰值.在加热的前半段向上流动的对流换热强于向下流动,在加热的后半段则相反.随着热流密度与质量流量比值的不断增加,向上流动与向下流动对流换热强弱转换的交点不断向流体进口方向推移,并且向上流动的壁面温度出现峰值,发生换热恶化,而向下流动则没有出现换热恶化.     

脉冲管制冷机中惯性管的数值模拟研究

本文利用Fluent软件对惯性管进行数值模拟,计算采用二维层流的数值模型,得到惯性管入口处质量流量与压力波之间的相位及惯性管内部的压力波幅值和质量流量幅值的变化,给出不同频率及惯性管尺寸对惯性管入口处压力波与质量流量之间的相位的影响.通过分析并计算得到脉冲管冷端质量流量,进行设计计算.     

水平管内栓塞流气力输送的动理学模拟

波状栓塞流是气力输送中的一种典型流型。为了发展更为准确和细致的栓塞流数学模型,本文引入动理学理论建立气-固两相波状栓塞流动的数学模型,对管道内的波状栓塞流动进行了三维数值研究,再现了流动过程中栓塞和堆积层的形成、运动过程,得到了压力降、空气速度、栓塞长度和堆积层厚度等重要的流动参数;栓塞长度、堆积层体厚度随空气表观速度的变化等一些细微流动特征得到了体现,表明动理学理论能够反映出栓塞流这种非连续高浓度气-固流动的物理本质,具有很好的适用性。本文的研究为栓塞流数值模型的发展引入了一种新的数学工具和思路。     

Flow Pattern Tracing for Mass Flow Rate Measurement in Pneumatic Conveying Using Twin Plane Electrical Capacitance Tomography

This paper presents an original concept for automatic determination of the time intervals for calculation of the mass flow rate of intermittent flow using a twin‐plane electrical capacitance tomography system. The concept allows a solids mass flow rate to be calculated more accurately. It is based on images of instantaneous distributions of the material inside the measured volume by means of Electrical Capacitance Tomography (ECT), and extraction of the appropriate flow patterns, which are further used for calculation of the mass flow rate. The preliminary results of the mass flow rate measurement using the proposed concept for gas‐solid flow during pneumatic conveying are presented.     

超临界CO2在烧结多孔圆管中换热的实验研究

本文对超临界压力二氧化碳在烧结多孔介质的竖直圆管中的对流换热进行了实验研究。分析了入口温度超过准临界温度、颗粒直径为0．2-0．28 mm的多孔圆管中,压力、流量、热流密度以及流动方向对超临界二氧化碳对流换热的影响。结果表明,准临界点附近剧烈变物性的影响使得超临界二氧化碳在多孔结构中的对流换热非常复杂。对流换热随着温度远离准临界温度和热流密度的增加不断减弱;流量对对流换热的影响比较复杂。在准临界温度附近,浮升力对换热有一定的影响。     

水平管段塞流压力/压差波动特性分析

本文在对水平管段塞流压力波动特性进行理论分析的基础之上,对其压力/压差波动特性进行了试验研究。结果表明,折算液速对段塞频率的影响作用远大于折算气速的影响作用;分别增加管线中的气量、液量,或者气液量同时增加,均会造成管线运行过程中均值压力/压差和最大压力/压差的增加;压力信号的概率密度分布大部分呈双峰分布,但其中也存在单峰和多峰分布;压差信号的概率密度符合正态分布;压力信号的功率谱密度具有频率波动范围窄、幅值大的特点;与同工况压力信号的功率谱密度相比,压差信号的功率谱密度具有频率波动范围宽、幅值小的特点。     

脉冲管制冷机动态特性数值计算研究

针对脉冲管制冷机内部交变流动及多孔介质蓄冷机的特点建立了数值计算模型,采用改进的数值模拟方法对脉冲管制冷机内部气流的交变流动、换热以及制冷过程进行了详尽的数值研究,得到了脉冲管制冷机内各参数的动态变化,分析了各动态参数变化对制冷机整机性能的影响,并从提高数值方程的计算精度和收敛性方面给出了改进的数值模拟方法。模拟分析与实验结果符合良好。该模拟方法的特点从基本流动换热微分方程出发,尽可能多的考虑实际制冷机工作过程中的各种不可逆因素,包括实际气体的物性变化,各部件的流动阻力和传热损失。     

天然气在不同初始温度和压力下的燃烧特性研究

利用定容燃烧弹研究了不同初始温度和初始压力下的天然气燃烧特性,分析了初始温度、初始压力和当量比对其燃烧过程的影响.研究结果表明:随着初始温度的升高(300～450 K),天然气质量燃烧速率明显增加,燃烧持续期和火焰发展期显著缩短.随着初始压力的升高(0.1～0.75 MPa),天然气质量燃烧速率明显减慢,燃烧持续期和火焰发展期显著增长.且稀混合气和浓混合气条件下初始温度和初始压力的变化对燃烧持续期和火焰发展期的影响更明显.