高压密相气力输送气固两相流动特性研究
发布时间：2023-04-30 03:33
大规模高效干煤粉气化技术广泛应用于能源、化工及冶金等领域,含碳粉体高压密相气力输送是气流床干煤粉气化的关键难点技术之一。粉体高压密相气力输送的固相浓度高,流动形态复杂,相关的输送规律和机理不完善,对其开展研究具有重要的理论意义和工业应用价值。本文在分析粉体流动特性的基础上,研究了含碳粉体高压密相气力输送的输送特性、管道阻力特性和输送稳定性等,获得了影响高压密相输送特性的内在机制。对褐煤、烟煤、无烟煤、生物质和石油焦等多种含碳粉体物料进行了系统的流动特性试验研究,通过分析休止角、Hausner指数、压缩度等基础流动性参数,揭示了粉体物料特性与流动性之间的关联。研究结果表明,随着物料粒径的增大,Hausner指数、压缩度、休止角均逐渐减小,粉体物料的流动性逐渐变好,流化试验获得的粉体流动性参数与休止角、Hausner指数的结果一致。在高压发料罐式密相输送试验装置上系统的进行了多种物料的高压密相输送试验研究,获得了操作参数和粉体物性对输送特性的影响规律,并对不同物料的输送特性进行对比分析。研究结果表明,外水含量是影响煤粉输送特性的重要影响因素,获得了两种粒径内蒙褐煤和一种烟煤稳定输送的外水含...
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.3 密相气力输送研究综述
1.3.1 物料的充气、流化特性与输送特性的关系
1.3.2 气力输送料罐供料特性研究
1.3.3 管道输送特性研究
1.4 本课题的主要研究内容
1.5 本章小结
参考文献
第二章 试验物料及流动特性
2.1 试验物料物性测量仪器及方法
2.2 试验物料的基本物性参数
2.2.1 试验物料的粒径分布
2.2.2 试验物料的微观形貌
2.3 试验物料的流动性参数
2.3.1 Hausner指数(HR)、压缩度(C)和休止角(AOR)
2.3.2 试验物料的剪切特性
2.4 试验物料的流化特性
2.5 本章小结
参考文献
第三章 高压下煤粉密相输送特性研究
3.1 高压密相气力输送试验系统
3.1.1 上/下出料发料罐高压密相气力输送系统
3.1.2 双上出料发料罐高压密相输送系统
3.2 颗粒间作用力分析
3.2.1 范德华力
3.2.2 毛细力
3.2.3 静电力
3.3 操作参数对煤粉输送特性的影响
3.3.1 总输送差压对煤粉输送特性的影响
3.3.2 流化风流量对煤粉输送特性的影响
3.3.3 补充风量对无烟煤输送特性的影响
3.3.4 注入速度对无烟煤输送特性的影响
3.4 物性参数对煤粉输送特性的影响
3.4.1 平均粒径对煤粉输送特性的影响
3.4.2 煤粉种类对煤粉输送特性的影响
3.4.3 外水含量对煤粉输送特性的影响
3.5 出料方式对煤粉输送特性的影响
3.6 输送过程堵塞特性研究
3.6.1 输送动力不足造成堵塞
3.6.2 物料启动出料时堵塞
3.7 输送过程中静电效应和静电测速研究
3.7.1 不同物料输送过程中静电效应
3.7.2 水平管道颗粒速度研究
3.8 本章小结
参考文献
第四章 生物质、石油焦及其与无烟煤混合物的输送特性研究
4.1 生物质输送试验研究
4.1.1 输送压力对生物质输送的影响
4.1.2 输送差压对生物质输送的影响
4.1.3 流化风对生物质输送的影响
4.1.4 补充风对生物质输送的影响
4.1.5 生物质输送过程出现的问题
4.2 石油焦单独输送过程中出现的问题及分析
4.2.1 石油焦输送时发料罐内的架桥结拱
4.2.2 石油焦输送时的管壁结垢
4.2.3 石油焦输送过程中的堵塞现象研究
4.3 石油焦及其与无烟煤混合物料的输送特性研究
4.3.1 输送差压对混合物料输送的影响
4.3.2 补充风对混合物料输送的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 高压密相输送阻力特性研究
5.1 直管段阻力特性研究
5.1.1 生物质和褐煤输送时直管段阻力特性
5.1.2 生物质和褐煤输送时直管段压降经验公式拟合
5.1.3 无烟煤、石油焦直管段阻力特性试验研究
5.1.4 无烟煤、石油焦直管段阻力经验公式拟合
5.2 弯管段阻力特性研究
5.2.1 褐煤、生物质弯管段阻力特性
5.2.2 无烟煤、石油焦弯管段阻力特性
5.2.3 弯管段压降经验公式拟合
5.3 本章小结
参考文献
第六章 高压密相气力输送稳定性研究
6.1 SHANNON信息熵分析法及稳定性预测
6.1.1 SHANNON信息熵的原理及计算
6.1.2 高压超浓相气力输送SHANNON熵分析
6.2 重标极差分析法(HURST指数)及稳定性预测
6.2.1 重标极差分析法(HURST指数)
6.2.2 高压密相气力输送过程中稳定性预测研究
6.3 本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
致谢
攻读博士学位期间的学术成果
本文编号：3806335
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究概况
1.3 密相气力输送研究综述
1.3.1 物料的充气、流化特性与输送特性的关系
1.3.2 气力输送料罐供料特性研究
1.3.3 管道输送特性研究
1.4 本课题的主要研究内容
1.5 本章小结
参考文献
第二章 试验物料及流动特性
2.1 试验物料物性测量仪器及方法
2.2 试验物料的基本物性参数
2.2.1 试验物料的粒径分布
2.2.2 试验物料的微观形貌
2.3 试验物料的流动性参数
2.3.1 Hausner指数(HR)、压缩度(C)和休止角(AOR)
2.3.2 试验物料的剪切特性
2.4 试验物料的流化特性
2.5 本章小结
参考文献
第三章 高压下煤粉密相输送特性研究
3.1 高压密相气力输送试验系统
3.1.1 上/下出料发料罐高压密相气力输送系统
3.1.2 双上出料发料罐高压密相输送系统
3.2 颗粒间作用力分析
3.2.1 范德华力
3.2.2 毛细力
3.2.3 静电力
3.3 操作参数对煤粉输送特性的影响
3.3.1 总输送差压对煤粉输送特性的影响
3.3.2 流化风流量对煤粉输送特性的影响
3.3.3 补充风量对无烟煤输送特性的影响
3.3.4 注入速度对无烟煤输送特性的影响
3.4 物性参数对煤粉输送特性的影响
3.4.1 平均粒径对煤粉输送特性的影响
3.4.2 煤粉种类对煤粉输送特性的影响
3.4.3 外水含量对煤粉输送特性的影响
3.5 出料方式对煤粉输送特性的影响
3.6 输送过程堵塞特性研究
3.6.1 输送动力不足造成堵塞
3.6.2 物料启动出料时堵塞
3.7 输送过程中静电效应和静电测速研究
3.7.1 不同物料输送过程中静电效应
3.7.2 水平管道颗粒速度研究
3.8 本章小结
参考文献
第四章 生物质、石油焦及其与无烟煤混合物的输送特性研究
4.1 生物质输送试验研究
4.1.1 输送压力对生物质输送的影响
4.1.2 输送差压对生物质输送的影响
4.1.3 流化风对生物质输送的影响
4.1.4 补充风对生物质输送的影响
4.1.5 生物质输送过程出现的问题
4.2 石油焦单独输送过程中出现的问题及分析
4.2.1 石油焦输送时发料罐内的架桥结拱
4.2.2 石油焦输送时的管壁结垢
4.2.3 石油焦输送过程中的堵塞现象研究
4.3 石油焦及其与无烟煤混合物料的输送特性研究
4.3.1 输送差压对混合物料输送的影响
4.3.2 补充风对混合物料输送的影响
4.4 本章小结
参考文献
第五章 高压密相输送阻力特性研究
5.1 直管段阻力特性研究
5.1.1 生物质和褐煤输送时直管段阻力特性
5.1.2 生物质和褐煤输送时直管段压降经验公式拟合
5.1.3 无烟煤、石油焦直管段阻力特性试验研究
5.1.4 无烟煤、石油焦直管段阻力经验公式拟合
5.2 弯管段阻力特性研究
5.2.1 褐煤、生物质弯管段阻力特性
5.2.2 无烟煤、石油焦弯管段阻力特性
5.2.3 弯管段压降经验公式拟合
5.3 本章小结
参考文献
第六章 高压密相气力输送稳定性研究
6.1 SHANNON信息熵分析法及稳定性预测
6.1.1 SHANNON信息熵的原理及计算
6.1.2 高压超浓相气力输送SHANNON熵分析
6.2 重标极差分析法(HURST指数)及稳定性预测
6.2.1 重标极差分析法(HURST指数)
6.2.2 高压密相气力输送过程中稳定性预测研究
6.3 本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
7.1 全文总结
7.2 展望
致谢
攻读博士学位期间的学术成果
本文编号：3806335
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