濕顆粒噴動(dòng)與流化特性的研究.pdf

1、濕顆粒流態(tài)化系統(tǒng)廣泛存在于能源、環(huán)保、化工、食品、制藥等領(lǐng)域。近年來，在國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中，出現(xiàn)的許多新工藝也都涉及了濕顆粒流態(tài)化技術(shù)，如新能源領(lǐng)域生物質(zhì)熱解粗油的催化重整制氫，新材料領(lǐng)域功能顆粒材料的涂層，新醫(yī)藥領(lǐng)域靶向藥物的包衣等。
　　噴動(dòng)與流化是流態(tài)化中最重要的兩個(gè)現(xiàn)象，廣泛存在于噴動(dòng)床、流化床、噴動(dòng)流化床等流態(tài)化設(shè)備中。國內(nèi)外，對干顆粒的噴動(dòng)與流化進(jìn)行了較深入的研究，但對濕顆粒噴動(dòng)與流化的認(rèn)知卻十分不足，研究較為零散。濕

2、顆粒的噴動(dòng)與流化行為較干顆粒要更加復(fù)雜，是當(dāng)前多相流研究的熱點(diǎn)問題，深入開展?jié)耦w粒噴動(dòng)與流化特性的研究，一方面能夠?yàn)楣I(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論支持，另一方面也能夠提升多相流學(xué)科的發(fā)展，具有重要的實(shí)際意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。
　　本文從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究兩個(gè)方面，以噴動(dòng)床與流化床為研究對象，對濕顆粒的噴動(dòng)與流化特性進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。
　　建立了濕顆粒噴動(dòng)床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在較寬的液含量范圍內(nèi)（含液飽和度S=0～1），開展了Geldart

3、-D類濕顆粒的噴動(dòng)實(shí)驗(yàn)，研究獲得了濕顆粒噴動(dòng)過程的流型及其轉(zhuǎn)變規(guī)律，并繪制出了流動(dòng)相圖，給出了濕顆粒能夠穩(wěn)定噴動(dòng)的含液量范圍;揭示了濕顆粒噴動(dòng)壓降、最小噴動(dòng)速度、最大可噴動(dòng)床高、顆粒循環(huán)速率等重要噴動(dòng)特性參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)、操作參數(shù)之間的變化規(guī)律;結(jié)合理論分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到了濕顆粒噴動(dòng)床最小噴動(dòng)速度的計(jì)算關(guān)聯(lián)式。
　　建立了濕顆粒流化床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開展了Geldart-D類濕顆粒的流化實(shí)驗(yàn)，研究得到了濕顆粒流化過程的流型特征;揭示了濕

4、顆粒流化床壓降、最小流化速度等重要流動(dòng)特性參數(shù)與操作參數(shù)之間的變化規(guī)律;對濕顆?；旌咸匦赃M(jìn)行了系統(tǒng)研究，獲得了操作參數(shù)和物性參數(shù)對異重濕顆?；旌闲袨榈挠绊懸?guī)律，提出了一種能夠預(yù)測異重濕顆粒分離趨勢的理論模型。
　　開展了濕顆粒自由堆積的實(shí)驗(yàn)和DEM模擬，對比分析了兩類濕顆粒間作用力模型，揭示了傳統(tǒng)cohesive force模型在模擬濕顆粒流動(dòng)時(shí)的不足，提出了適用于濕顆粒的改進(jìn)型cohesive force模型，并基于液橋力理論，