流化床中圆柱状大块物的停留时间分布研究

发布时间：2017-10-07 18:04

  本文关键词：流化床中圆柱状大块物的停留时间分布研究

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【摘要】：垃圾焚烧流化床锅炉中的大块物影响炉内流化,不利于流化床锅炉的稳定安全运行,应该尽快将它们排出,研究大块物在炉内运动规律可以为流化床排渣设计提供理论参考。大块物在炉内的停留时间是大块物的排渣特性重要指标,本文通过ECT示踪实验和受力分析对影响单个重质圆柱形大块物停留时间的因素进行了系统的研究,并建立了适合大块物的停留时间分布模型。在带倾斜布风板(5°)和导向风帽的冷态鼓泡床ECT实验台上,通过大量的重复实验研究了流化风速、大块物尺寸、形状、密度对圆柱形大块物停留时间分布的影响,对比了球形大块物和圆柱形大块物停留时间的区别。研究结果表明:单个圆柱形大块物在流化床内的停留时间分布曲线是正偏且有拖尾的,大块物平均停留时间越长,其停留时间分布越宽,峰值越小。同一大块物的停留时间分布的离散程度与其平均停留时间正相关。随着流化风速的增加,圆柱形大块物在床内平均停留时间先快速减小,后缓慢减小,最终趋于一个较小的值;随着流化风速的减小,圆柱形大块物在床内的平均停留时间先缓慢增加,后迅速增加,最终不能到达布风板低侧。随着大块物尺寸或密度的增加,圆柱形大块物停留时间均先减小后增加。球形与圆柱形大块物停留时间随流化风速、大块物尺寸、密度变化的变化规律一致,但球形大块物在流化床内的停留时间明显大于同底径等高圆柱体的停留时间。实验条件范围内,大块物在床内紧贴布风板运动,不参与床内流化。根据大块物在床内的受力特征建立了大块物向布风板低侧运动的运动方程,给出了大块物从停滞到开始运动需要满足的受力不等式。在此基础上,结合流场作用力的特征,分析解释了大块物停留时间随流化风速、大块物尺寸、密度等因素变化规律的内在原因。采用移位对数正态分布模型、Gamma分布时滞模型,单参数扩散模型和正态分布模型对实验结果的停留时间分布进行描述,结果表明移位对数正态分布模型是四种模型中描述性能最好的,且能够较为准确地描述停留时间分布的峰值,峰位置和正偏拖尾。本文研究成果可为流化床排渣设计提供理论参考。
【关键词】：流化床 重质大块物 圆柱 停留时间 分布模型
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK229.66
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-17
• 1.1 课题背景和意义8-10
• 1.2 文献综述10-15
• 1.2.1 大颗粒流态化行为的实验研究10-12
• 1.2.2 大块物排渣特性的实验研究12-15
• 1.2.3 现有研究总结15
• 1.3 研究目的与研究内容15-17
• 第2章 实验装置和测量方法17-28
• 2.1 实验装置17-24
• 2.1.1 冷态鼓泡流化床17-19
• 2.1.2 ECT测量系统19-23
• 2.1.3 床料及大块物性质23-24
• 2.2 测量方法及实验程序24-26
• 2.2.1 实验步骤24-25
• 2.2.2 重复实验次数N的确定25-26
• 2.3 误差分析26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 圆柱形大块物停留时间分布的实验研究28-61
• 3.1 实验分析方法28-30
• 3.1.1 实验变量与其无量纲化28
• 3.1.2 停留时间分布的统计学特征参数及其曲线作法28-30
• 3.2 流化风速对圆柱形大块物停留时间的影响30-40
• 3.2.1 停留时间分布曲线分析33-36
• 3.2.2 停留时间随流化风速的变化36-40
• 3.3 大块物尺寸对等高圆柱形大块物停留时间的影响40-45
• 3.3.1 停留时间分布曲线分析42-44
• 3.3.2 等高圆柱形大块物平均停留时间随尺寸的变化44-45
• 3.4 大块物形状对圆柱形大块物停留时间的影响45-48
• 3.5 大块物密度对圆柱形大块物停留时间的影响48-51
• 3.5.1 停留时间分布曲线分析49-50
• 3.5.2 平均停留时间随大块物密度的变化50-51
• 3.6 圆柱形大块物与球形大块物停留时间对比51-54
• 3.6.1 停留时间分布曲线的对比与分析52-53
• 3.6.2 平均停留时间的对比与分析53-54
• 3.7 圆柱形大块物在流化床密相区内的运动状态与受力54-59
• 3.7.1 流化风速的停留时间的影响57
• 3.7.2 大块物尺寸对停留时间的影响57-58
• 3.7.3 大块物形状对停留时间的影响58
• 3.7.4 大块物密度对停留时间的影响58-59
• 3.7.5 圆柱形大块物与球形大块物停留时间的区别59
• 3.8 本章小结59-61
• 第4章 圆柱形大块物停留时间分布模型61-70
• 4.1 模型介绍62-65
• 4.2 模型计算结果与比较65-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第5章 结论与展望70-72
• 5.1 结论70-71
• 5.2 展望71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-77
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果77

【参考文献】

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本文编号：989282