基于單顆粒示蹤法內(nèi)循環(huán)流化床顆?；旌系难芯?pdf

1、內(nèi)循環(huán)流化床(Intemally circulating fluidized bed，ICFB)由兩個相互連通、處于不同流化風(fēng)速的流化床構(gòu)成，兩床被設(shè)置有循環(huán)口的隔板或中心管分開，床料通過隔板或中心管上的循環(huán)口以及床層上方區(qū)域在兩床間形成規(guī)則的內(nèi)循環(huán)。內(nèi)循環(huán)流化床除了具備一般流化床傳熱傳質(zhì)快等優(yōu)點，還能夠有效組織和控制顆粒在床內(nèi)的宏觀運動以及不同區(qū)域的停留時間，從而能夠?qū)Ψ磻?yīng)進行分級控制。內(nèi)循環(huán)流化床因其內(nèi)部特殊的流動結(jié)構(gòu)以及突出的優(yōu)點

2、而得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用。
　　顆?；旌详P(guān)系到床內(nèi)熱量的分布以及氣固反應(yīng)的效果，是流態(tài)化基礎(chǔ)研究的重要課題之一。對于內(nèi)循環(huán)流化床而言，顆粒混合包括兩方面:某一側(cè)床內(nèi)存在橫向和縱向的顆?；旌?兩側(cè)床之間還存在著宏觀的顆?；旌?，即內(nèi)循環(huán)。本文采用熒光大顆粒示蹤和圖像處理法，跟蹤床內(nèi)示蹤顆粒的運動，分析包括顆粒運動軌跡、速度分布場、速度統(tǒng)計分布以及停留時間和循環(huán)時間等運動特征，定性地揭示內(nèi)循環(huán)床內(nèi)顆?；旌咸匦?。當(dāng)高速床流化風(fēng)速高于4倍初始流

3、化風(fēng)速時，低速床中存在明顯的死區(qū)，主要在靠近隔板區(qū)域以及循環(huán)口以下區(qū)域。顆粒的速度分布概率受流化風(fēng)速的影響較大，且顆粒橫向和縱向速度分布概率的特征顯著不同。顆粒速度在低速床中主要集中在0～0.2m/s，而高速床在0～0.8m/s區(qū)間分布。低速床中，顆?？v向速度超過50％分布在負值區(qū)域，表現(xiàn)出向下運動的特征。
　　顆粒內(nèi)循環(huán)流率的大小直接影響著反應(yīng)器內(nèi)傳熱、傳質(zhì)以及反應(yīng)效率，因而針對它的研究一直備受關(guān)注。本文直接跟蹤和估算循環(huán)口處顆

4、粒流率，為了便于測算，實驗在循環(huán)口處設(shè)置40mm導(dǎo)流方管。實驗考察了循環(huán)口尺寸、床料粒徑等設(shè)計參數(shù)以及低速床流化風(fēng)速、高速床流化風(fēng)速、靜止床高等操作參數(shù)對于循環(huán)流率的影響，還提出了循環(huán)流率與各個參數(shù)的預(yù)測關(guān)聯(lián)式。研究發(fā)現(xiàn)，循環(huán)口處壓差是顆粒從低速床向高速床流動的主要驅(qū)動力。靜止床高、流化風(fēng)速以及孔口面積的增加都有利于顆粒內(nèi)循環(huán)流率的增加，循環(huán)流率主要在10～60Kg·m-2·s-1區(qū)間變化。而床料粒徑增加（A、B和D類顆粒），循環(huán)口處流