湿颗粒喷动与流化特性的研究
发布时间：2021-08-28 21:17
湿颗粒流态化系统广泛存在于能源、环保、化工、食品、制药等领域。近年来,在国家战略新兴产业中,出现的许多新工艺也都涉及了湿颗粒流态化技术,如新能源领域生物质热解粗油的催化重整制氢,新材料领域功能颗粒材料的涂层,新医药领域靶向药物的包衣等。喷动与流化是流态化中最重要的两个现象,广泛存在于喷动床、流化床、喷动流化床等流态化设备中。国内外,对干颗粒的喷动与流化进行了较深入的研究,但对湿颗粒喷动与流化的认知却十分不足,研究较为零散。湿颗粒的喷动与流化行为较干颗粒要更加复杂,是当前多相流研究的热点问题,深入开展湿颗粒喷动与流化特性的研究,一方面能够为工业应用提供基础数据和理论支持,另一方面也能够提升多相流学科的发展,具有重要的实际意义和学术价值。本文从实验和数值模拟研究两个方面,以喷动床与流化床为研究对象,对湿颗粒的喷动与流化特性进行了系统深入的研究。建立了湿颗粒喷动床实验系统,在较宽的液含量范围内（含液饱和度S=0～1）,开展了 Geldart-D类湿颗粒的喷动实验,研究获得了湿颗粒喷动过程的流型及其转变规律,并绘制出了流动相图,给出了湿颗粒能够稳定喷动的含液量范围;揭示了湿颗粒喷动压降、最小喷...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２随含液量增加湿颗粒堆内液体状态变化??开展湿颗粒的研宄不但具有认识自然现象层面的科学意义，同时也对人类生产生活有重??
在桌面上时，沙堆稳定后，沙面与桌面间的角度将不会超过该沙子的堆积角，否则，千燥的??沙子将自行滑落，重新形成稳定堆：而加水后湿沙子却能够塑成构型复杂的各种沙堡、沙雕，??这时沙面与桌面间的角度远大于沙子的堆积角，而如图１－１所示。??參膽??勹?．．．??图１－１干＼湿颗粒具有不问的稳定能力??干、湿颗粒性质的不同，其原因在于，液体在湿颗粒间形成液桥，伴随着液桥的形成，??颗粒间相互作用有液桥力，液桥力能够显著影响颗粒的流动性。在基础物理领域，湿颗粒的??研宄一直广受关注［２】［３］，图１－２给出了?Ｓｃｈｅｄ等人（２００８）在Ｎａｔｕｒｅ期刊发表的不同含液量条??件下，湿颗粒堆内液体存在状态的Ｘ光图像［３］？????图１－２随含液量增加湿颗粒堆内液体状态变化??开展湿颗粒的研宄不但具有认识自然现象层面的科学意义，同时也对人类生产生活有重??要的现实意义。颗粒流态化是指利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体??颗粒具有某些流体表观特征。利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作，称为??流态化技术［４］。湿颗粒的流态化
当重质油原料喷入流化床反应器内时，油料粘附在催化剂表面，这时颗粒的聚团控制十??分关键，因为过大的聚团将严重影响传热传质过程，会降低液相产物收率，同时结焦率增加。??Ｍｏｒａｌｅｓ等人（２０１６）给出了这一过程的示意图，如图１－４所示。??（２）生物油水蒸气催化重整制氢［１９］［２４］［２５］??生物质油（如植物热腦、污泥热解油等）是能够替代石油的可再生液体燃料。但生物质油??含氧量较高，使得其热稳定性差、热值低，直接使用效率不高。为使生物质油能够实现高效??利用
【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis and Modeling of Wangqing Oil Shale Drying Characteristics in a Novel Fluidized Bed Dryer with Asynchronous Rotating Air Distributor[J]. Yang Ning,Zhou Yunlong,Miao Yanan. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(02)
[2]内蒙油页岩喷动床干燥过程分析[J]. 柏静儒,孙灿辉,李晓航,王擎. 化学工程. 2016(06)
[3]稻谷颗粒物料堆积角模拟预测方法[J]. 贾富国,韩燕龙,刘扬,曹银平,史宇菲,姚丽娜,王会. 农业工程学报. 2014(11)
[4]Granulation by spray coating aqueous solution of ammonium sulfate to produce large spherical granules in a fluidized bed[J]. Guanda Wang,Ling Yang,Rui Lan,Tingjie Wang,Yong Jin. Particuology. 2013(05)
[5]CFD-DEM study of effect of bed thickness for bubbling fluidized beds[J]. Pradeep Gopalakrishnan,Rahul Garg,Mehrdad Shahnam. Particuology. 2012(05)
[6]Validation of a discrete element model using magnetic resonance measurements[J]. Christoph R.Müller,Stuart A.Scott,Daniel J.Holland,Belinda C.Clarke,Andrew J.Sederman,John S.Dennis,Lynn F.Gladden. Particuology. 2009(04)
[7]Influence of liquid layers on energy absorption during particle impact[J]. Sergiy Antonyuk,Stefan Heinrich,Niels Deen,Hans Kuipers. Particuology. 2009(04)
[8]鼓泡流化床压力波动特性试验研究[J]. 兰静. 东北电力技术. 2006(07)
[9]聚酯切片流态化特性的研究[J]. 沈希军,张军,王嘉骏,冯连芳,蒋士成,汪燮卿. 石油化工. 2005(12)
[10]喷动流化床气固流动特性的三维数值模拟[J]. 钟文琪,熊源泉,袁竹林,章名耀. 东南大学学报(自然科学版). 2005(05)
博士论文
[1]气液固三相流态化特性的实验与数值模拟研究[D]. 李蔚玲.东南大学 2016
[2]人体呼吸道内可吸入颗粒物的气固两相流数值模拟与仿生实验[D]. 陈晓乐.东南大学 2015
[3]基于风帽压力波动的流化床气固流态化特征研究[D]. 姜华伟.华北电力大学 2013
本文编号：3369263
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２随含液量增加湿颗粒堆内液体状态变化??开展湿颗粒的研宄不但具有认识自然现象层面的科学意义，同时也对人类生产生活有重??
在桌面上时，沙堆稳定后，沙面与桌面间的角度将不会超过该沙子的堆积角，否则，千燥的??沙子将自行滑落，重新形成稳定堆：而加水后湿沙子却能够塑成构型复杂的各种沙堡、沙雕，??这时沙面与桌面间的角度远大于沙子的堆积角，而如图１－１所示。??參膽??勹?．．．??图１－１干＼湿颗粒具有不问的稳定能力??干、湿颗粒性质的不同，其原因在于，液体在湿颗粒间形成液桥，伴随着液桥的形成，??颗粒间相互作用有液桥力，液桥力能够显著影响颗粒的流动性。在基础物理领域，湿颗粒的??研宄一直广受关注［２】［３］，图１－２给出了?Ｓｃｈｅｄ等人（２００８）在Ｎａｔｕｒｅ期刊发表的不同含液量条??件下，湿颗粒堆内液体存在状态的Ｘ光图像［３］？????图１－２随含液量增加湿颗粒堆内液体状态变化??开展湿颗粒的研宄不但具有认识自然现象层面的科学意义，同时也对人类生产生活有重??要的现实意义。颗粒流态化是指利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体??颗粒具有某些流体表观特征。利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作，称为??流态化技术［４］。湿颗粒的流态化
当重质油原料喷入流化床反应器内时，油料粘附在催化剂表面，这时颗粒的聚团控制十??分关键，因为过大的聚团将严重影响传热传质过程，会降低液相产物收率，同时结焦率增加。??Ｍｏｒａｌｅｓ等人（２０１６）给出了这一过程的示意图，如图１－４所示。??（２）生物油水蒸气催化重整制氢［１９］［２４］［２５］??生物质油（如植物热腦、污泥热解油等）是能够替代石油的可再生液体燃料。但生物质油??含氧量较高，使得其热稳定性差、热值低，直接使用效率不高。为使生物质油能够实现高效??利用
【参考文献】：
期刊论文
[1]Analysis and Modeling of Wangqing Oil Shale Drying Characteristics in a Novel Fluidized Bed Dryer with Asynchronous Rotating Air Distributor[J]. Yang Ning,Zhou Yunlong,Miao Yanan. China Petroleum Processing & Petrochemical Technology. 2016(02)
[2]内蒙油页岩喷动床干燥过程分析[J]. 柏静儒,孙灿辉,李晓航,王擎. 化学工程. 2016(06)
[3]稻谷颗粒物料堆积角模拟预测方法[J]. 贾富国,韩燕龙,刘扬,曹银平,史宇菲,姚丽娜,王会. 农业工程学报. 2014(11)
[4]Granulation by spray coating aqueous solution of ammonium sulfate to produce large spherical granules in a fluidized bed[J]. Guanda Wang,Ling Yang,Rui Lan,Tingjie Wang,Yong Jin. Particuology. 2013(05)
[5]CFD-DEM study of effect of bed thickness for bubbling fluidized beds[J]. Pradeep Gopalakrishnan,Rahul Garg,Mehrdad Shahnam. Particuology. 2012(05)
[6]Validation of a discrete element model using magnetic resonance measurements[J]. Christoph R.Müller,Stuart A.Scott,Daniel J.Holland,Belinda C.Clarke,Andrew J.Sederman,John S.Dennis,Lynn F.Gladden. Particuology. 2009(04)
[7]Influence of liquid layers on energy absorption during particle impact[J]. Sergiy Antonyuk,Stefan Heinrich,Niels Deen,Hans Kuipers. Particuology. 2009(04)
[8]鼓泡流化床压力波动特性试验研究[J]. 兰静. 东北电力技术. 2006(07)
[9]聚酯切片流态化特性的研究[J]. 沈希军,张军,王嘉骏,冯连芳,蒋士成,汪燮卿. 石油化工. 2005(12)
[10]喷动流化床气固流动特性的三维数值模拟[J]. 钟文琪,熊源泉,袁竹林,章名耀. 东南大学学报(自然科学版). 2005(05)
博士论文
[1]气液固三相流态化特性的实验与数值模拟研究[D]. 李蔚玲.东南大学 2016
[2]人体呼吸道内可吸入颗粒物的气固两相流数值模拟与仿生实验[D]. 陈晓乐.东南大学 2015
[3]基于风帽压力波动的流化床气固流态化特征研究[D]. 姜华伟.华北电力大学 2013
本文编号：3369263
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