雙支腿流化床氣固兩相流動特性實驗研究.pdf

1、大力發(fā)展循環(huán)流化床燃燒技術尤其是大容量高參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐技術是我國潔凈煤燃燒技術發(fā)展的重要方向。褲衩腿—雙布風板結構已成為循環(huán)流化床大型化的首選設計方案。雖然雙支腿循環(huán)流化床鍋爐技術在解決二次風穿透深度提高氧氣分布均勻性方面具有優(yōu)勢，但在工業(yè)應用中會出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的問題如翻床現(xiàn)象。因此，雙支腿流化床內氣固兩相流動與混合特性的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
　　 本文研究了雙支腿流化床內氣固兩相流體動力學特性，并運用混沌理論

2、對氣固流動引起的床層壓差脈動信號進行了理論分析。
　　 搭建了雙支腿流化床氣固流動特性實驗裝置，采用插板/隔板法對雙支腿流化床提升段內顆粒濃度分布特性進行了測試，獲得了床內縱向及橫向顆粒濃度分布特性。結果表明，雙支腿循環(huán)流化床內顆粒濃度橫向分布在密相區(qū)呈現(xiàn)出“W”型分布;在稀相區(qū)，床內顆粒的橫向分布相對比較均勻。顆粒濃度縱向分布呈現(xiàn)出“L”型分布特性，隨著氣速的增加，密相區(qū)域范圍逐漸加大。
　　 采用雙示蹤氣體法獲得了雙

3、床間氣體橫向和縱向的濃度分布;結合氣固流動結構的瞬時圖像及快速床顆粒濃度分布特性，對雙支腿流化床內氣體的混合特性及混合機理進行了研究。結果表明，無床料時，雙支腿流化床兩側出口處的示蹤氣體無量綱濃度受流化速度的影響較小;添加床料對示蹤氣體的縱向和橫向分布影響明顯。雙支腿流化床兩床間橫向氣體擴散明顯，且隨高度增加，氣體局部橫向擴散速率減弱，截面濃度分布趨于均勻。風速的增加削弱了床內氣體混合;床存量的增加加劇了氣體混合。雙支腿流化床內顆粒濃度

4、的分布，顆粒團簇及其在支腿間的交換，對床內氣體混合影響較大。
　　 基于混沌特征量K熵和遞歸圖分析法，研究了床內差壓脈動信號和雙支腿流化床內氣固流動的混沌特性。結果表明，鼓泡床、湍流床、快速床的壓力脈動遞歸圖跟混沌系統(tǒng)的遞歸圖接近，且三種流型之間的遞歸圖有較大區(qū)別，即三種流型均具有各自的混沌特性。由于氣泡和顆粒團簇的共同作用，在湍流床階段系統(tǒng)的混沌特性最強，表現(xiàn)為K熵和DIV隨氣速先增大后減小并在湍流床階段達到最大值，DET則相