基于压差推动的粉体料仓下料过程强化研究
发布时间：2022-01-25 17:06
以粉煤加压气流床气化供料系统为研究背景,以粉体在料仓中的下料过程为研究对象,通过施加压差的方法来实现粉体料仓下料过程的强化研究,重点研究了定压差和变压差两种下料过程的变化规律。本文主要内容如下:借助下料过程中的压力信号以及称重质量信号的变化,分析定压差对不同粉体物料下料流率的影响差异。实验结果表明:压差可以大幅度提高下料流率,对于可以自由流动的粉体物料,在低压差条件下强化效果明显;而对于粘附性的粉体物料,在高压差条件下强化效果明显。通过流变学理论解释压差对下料流率的强化作用,对于流动性较差的氧化铝,定压差下料过程满足假塑性流体模型;对于流动性较好的玻璃微珠和煤粉,定压差下料过程满足胀塑性流体模型。进一步通过研究压差下料过程的影响因素得出:压差对粘附性粉体的强化作用大于对可以自由流动粉体的强化作用;透气性通过影响下料过程的压力来影响下料流率;压差下料过程基本上不受填料高度的影响;最后根据量纲分析法建立压差下料流率模型能很好的预测下料流率,其预测偏差均在10%以内。在实验室大型通气料仓结构上进行变压差下料过程研究,获得下料过程中压力信号和称重质量信号的变化规律,进一步研究分析压差对平均下料...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１粉体下料过程基本形态??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
华东理工大学硕士学位论文?第５页??甚至有时坍塌喷料，造成物料流动无法控制，甚至发生生产事故。另外，还会导致物料??的偏析，如果物料粒径差异较大时，这种情况会更加严重。这就给生产带来困难，甚至??破坏正常运行，下级给料计量设备更难发挥作用，因此，在料仓设计和使用时必须注意??和避免这种流动形态。??￥＿??Ｉ?Ｉ?Ｉ??ａ质量流动?ｂ漏斗流动?ｃ结拱堵塞??图２．１粉体下料过程基本形态??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??结拱堵塞：由于物料在重力的作用下聚集粘结连接成桥，当料拱向上的支撑力和上??方的物料压力达到力平衡时便形成了结拱堵塞，下面的物料流出后转至出料口时，物料??因黏附不下料，如图２．１ｃ所示。??结拱堵塞又可以分为静态结拱和动态结拱。??（１）静态结拱??粉体料仓下料过程中经常出现结拱堵塞的现象，即料仓出料口上方形成静态料拱，??造成料仓内的粉料不能正常流出。根据其形成原因，一般分为以下４种类型的静态结拱??［９，１Ｑ】，如图２．２所示。??＞？；？／：？??．：ｖ：ｘ??Ｗ?＾?ｗ?ｗ??ａ压缩料拱?ｂ楔形料拱?ｃ粘附料拱?ｄ气压平衡料拱??图２．２粉体料拱类型??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ａｒｃｈ??
第１４页?华东理工大学硕士学位论文??体的圆筒旋转时，与流体不同的是，粉体的表面不再是水平而是与水平面成角《，如图??２．６ｃ所示。??Ｖ?ｖ?＜＜??Ｘ?Ａ．．?＿?□?％??ａ粉体和流体从漏斗流出到平面时的流动?ｂ粉体和流体在提升容器内的流动行为示??行为示意图?意图??（？?（０??ｃ粉体和流体在旋转筒内的流动行为示意图??图２．５粉体与流体流动行为的区别??Ｆｉｇ．?２．５?Ｔｈｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｏｆ?ｆｌｏｗ?ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｐｏｗｄｅｒ?ａｎｄ?ｆｌｕｉｄ??实验结果表明：对于同一种粉体而言，粉体的堆积角度、容器与水平面的切斜角度，??转筒内粉体与水平面的倾斜角度均相筒。这个角度的数值是粉体的基本物性之一，被称??为粉体的休止角（也被称为安息角）。由于同一中粉体可能会获得不同的休止角，特别是??由于细粉体颗粒具有比较强的可压缩性和团聚性，并且休止角与工艺过程有关，因此休??止角并不是粉体的基本物性。对于无粘性粉体，休止角与内摩擦角在数值上是比较接近??的；而对于粘聚性粉体而言，休止角在数值上通常要大于内摩擦角，这不仅仅是由于内??聚力的存在，而且还可能是由于表面摩擦特性的差异［６５］。??２．４．２质量流率法??通过测量一定量的粉体从容器中流出的时间或计算粉体的重力下料流率，根据时间??的长短或下料流率的大小来判断粉体流动性的方法，被称为质量流率法（也被称为流出??时间法）。对于同一种粉体，当加入一定质量的粉体到容器中时，其下料时间越长、下料??流率越小，说明其粉体的流动性越差。??早在１９６１年，８＾沉１〇〇等［２６］就对能够自由流动的多种植物种子粉体（如亚麻子、豆?
【参考文献】：
期刊论文
[1]改善仓内煤粉流动行为的技术措施[J]. 王永英,杨石. 煤质技术. 2019(04)
[2]加压气化工艺煤粉锁斗下料问题分析及优化[J]. 胡小斌,李晓宏,黄勇. 煤化工. 2018(04)
[3]锥形料仓中粉体的重力卸料特性[J]. 刘杰,徐祥,阳绍军,李喜全,肖云汉. 中国粉体技术. 2014(03)
[4]粉体料仓的卸料问题[J]. 孙秉礼. 水泥. 2014(03)
[5]电容层析成像在煤粉料仓下料中的应用[J]. 陆海峰,郭晓镭,陶顺龙,龚欣,鲁军. 化工学报. 2014(02)
[6]激光粒度仪测定煤粉粒度及分布的方法研究[J]. 卢珊珊,陆海峰,郭晓镭,刘霞,龚欣. 中国粉体技术. 2010(04)
[7]直剪试验有效剪切面积动态变化的改进计算[J]. 刘海波,张丽华,林大超,范丽萍. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2010(03)
[8]针对工程料仓堵塞的一种机械式清堵方案[J]. 陈立新,刘福建,何玉灵. 起重运输机械. 2009(02)
[9]粉体流动性的研究及其在中药制剂中的应用[J]. 章波,冯怡,徐德生,刘怡. 中成药. 2008(06)
[10]煤粉流动特性若干影响因素的研究[J]. 谢晓旭,沈湘林,汤雪美,陈晓平. 煤炭学报. 2008(01)
博士论文
[1]二维通道中颗粒物质流动行为研究[D]. 王宁生.华东理工大学 2019
[2]粉体体系堆积、流动特性及其与颗粒间作用力关系研究[D]. 刘一.华东理工大学 2017
[3]第二颗粒对二元混合颗粒体系流动性影响的研究[D]. 郭志国.华东理工大学 2015
[4]煤粉在通气料仓中的下料及其影响因素研究[D]. 陆海峰.华东理工大学 2012
[5]高分子多相复杂流体的多尺度流变学研究[D]. 杨健茂.复旦大学 2008
硕士论文
[1]粉料输送与压制工艺过程机理及优化控制研究[D]. 方奕格.华南理工大学 2019
[2]气化细灰的流动特性及细颗粒对其堆积和流动性的影响研究[D]. 郑忆南.华东理工大学 2018
[3]典型工业粉体的料仓下料特征及优化研究[D]. 付琳.华东理工大学 2017
[4]粒级对粉体流动性及下料特性的影响[D]. 张正德.华东理工大学 2015
[5]煤粉料仓下料行为及失流过程研究[D]. 陶顺龙.华东理工大学 2014
[6]粉体流动特性及其表征方法研究[D]. 吴福玉.华东理工大学 2014
[7]煤粉仓中煤粉流动特性的实验研究[D]. 姚力.太原理工大学 2014
[8]粉体物料锥形料仓卸料特性研究[D]. 刘杰.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[9]粘弹性流体基纳米流体流变学物性研究[D]. 徐鸿鹏.哈尔滨工业大学 2013
[10]充气料仓中B类颗粒落料实验研究[D]. 赵如宇.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
本文编号：3608918
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１粉体下料过程基本形态??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
华东理工大学硕士学位论文?第５页??甚至有时坍塌喷料，造成物料流动无法控制，甚至发生生产事故。另外，还会导致物料??的偏析，如果物料粒径差异较大时，这种情况会更加严重。这就给生产带来困难，甚至??破坏正常运行，下级给料计量设备更难发挥作用，因此，在料仓设计和使用时必须注意??和避免这种流动形态。??￥＿??Ｉ?Ｉ?Ｉ??ａ质量流动?ｂ漏斗流动?ｃ结拱堵塞??图２．１粉体下料过程基本形态??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｌｏｗ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ??结拱堵塞：由于物料在重力的作用下聚集粘结连接成桥，当料拱向上的支撑力和上??方的物料压力达到力平衡时便形成了结拱堵塞，下面的物料流出后转至出料口时，物料??因黏附不下料，如图２．１ｃ所示。??结拱堵塞又可以分为静态结拱和动态结拱。??（１）静态结拱??粉体料仓下料过程中经常出现结拱堵塞的现象，即料仓出料口上方形成静态料拱，??造成料仓内的粉料不能正常流出。根据其形成原因，一般分为以下４种类型的静态结拱??［９，１Ｑ】，如图２．２所示。??＞？；？／：？??．：ｖ：ｘ??Ｗ?＾?ｗ?ｗ??ａ压缩料拱?ｂ楔形料拱?ｃ粘附料拱?ｄ气压平衡料拱??图２．２粉体料拱类型??Ｆｉｇ．?２．２?Ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｐｏｗｄｅｒ?ａｒｃｈ??
第１４页?华东理工大学硕士学位论文??体的圆筒旋转时，与流体不同的是，粉体的表面不再是水平而是与水平面成角《，如图??２．６ｃ所示。??Ｖ?ｖ?＜＜??Ｘ?Ａ．．?＿?□?％??ａ粉体和流体从漏斗流出到平面时的流动?ｂ粉体和流体在提升容器内的流动行为示??行为示意图?意图??（？?（０??ｃ粉体和流体在旋转筒内的流动行为示意图??图２．５粉体与流体流动行为的区别??Ｆｉｇ．?２．５?Ｔｈｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ?ｏｆ?ｆｌｏｗ?ｂｅｈａｖｉｏｒ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｐｏｗｄｅｒ?ａｎｄ?ｆｌｕｉｄ??实验结果表明：对于同一种粉体而言，粉体的堆积角度、容器与水平面的切斜角度，??转筒内粉体与水平面的倾斜角度均相筒。这个角度的数值是粉体的基本物性之一，被称??为粉体的休止角（也被称为安息角）。由于同一中粉体可能会获得不同的休止角，特别是??由于细粉体颗粒具有比较强的可压缩性和团聚性，并且休止角与工艺过程有关，因此休??止角并不是粉体的基本物性。对于无粘性粉体，休止角与内摩擦角在数值上是比较接近??的；而对于粘聚性粉体而言，休止角在数值上通常要大于内摩擦角，这不仅仅是由于内??聚力的存在，而且还可能是由于表面摩擦特性的差异［６５］。??２．４．２质量流率法??通过测量一定量的粉体从容器中流出的时间或计算粉体的重力下料流率，根据时间??的长短或下料流率的大小来判断粉体流动性的方法，被称为质量流率法（也被称为流出??时间法）。对于同一种粉体，当加入一定质量的粉体到容器中时，其下料时间越长、下料??流率越小，说明其粉体的流动性越差。??早在１９６１年，８＾沉１〇〇等［２６］就对能够自由流动的多种植物种子粉体（如亚麻子、豆?
【参考文献】：
期刊论文
[1]改善仓内煤粉流动行为的技术措施[J]. 王永英,杨石. 煤质技术. 2019(04)
[2]加压气化工艺煤粉锁斗下料问题分析及优化[J]. 胡小斌,李晓宏,黄勇. 煤化工. 2018(04)
[3]锥形料仓中粉体的重力卸料特性[J]. 刘杰,徐祥,阳绍军,李喜全,肖云汉. 中国粉体技术. 2014(03)
[4]粉体料仓的卸料问题[J]. 孙秉礼. 水泥. 2014(03)
[5]电容层析成像在煤粉料仓下料中的应用[J]. 陆海峰,郭晓镭,陶顺龙,龚欣,鲁军. 化工学报. 2014(02)
[6]激光粒度仪测定煤粉粒度及分布的方法研究[J]. 卢珊珊,陆海峰,郭晓镭,刘霞,龚欣. 中国粉体技术. 2010(04)
[7]直剪试验有效剪切面积动态变化的改进计算[J]. 刘海波,张丽华,林大超,范丽萍. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2010(03)
[8]针对工程料仓堵塞的一种机械式清堵方案[J]. 陈立新,刘福建,何玉灵. 起重运输机械. 2009(02)
[9]粉体流动性的研究及其在中药制剂中的应用[J]. 章波,冯怡,徐德生,刘怡. 中成药. 2008(06)
[10]煤粉流动特性若干影响因素的研究[J]. 谢晓旭,沈湘林,汤雪美,陈晓平. 煤炭学报. 2008(01)
博士论文
[1]二维通道中颗粒物质流动行为研究[D]. 王宁生.华东理工大学 2019
[2]粉体体系堆积、流动特性及其与颗粒间作用力关系研究[D]. 刘一.华东理工大学 2017
[3]第二颗粒对二元混合颗粒体系流动性影响的研究[D]. 郭志国.华东理工大学 2015
[4]煤粉在通气料仓中的下料及其影响因素研究[D]. 陆海峰.华东理工大学 2012
[5]高分子多相复杂流体的多尺度流变学研究[D]. 杨健茂.复旦大学 2008
硕士论文
[1]粉料输送与压制工艺过程机理及优化控制研究[D]. 方奕格.华南理工大学 2019
[2]气化细灰的流动特性及细颗粒对其堆积和流动性的影响研究[D]. 郑忆南.华东理工大学 2018
[3]典型工业粉体的料仓下料特征及优化研究[D]. 付琳.华东理工大学 2017
[4]粒级对粉体流动性及下料特性的影响[D]. 张正德.华东理工大学 2015
[5]煤粉料仓下料行为及失流过程研究[D]. 陶顺龙.华东理工大学 2014
[6]粉体流动特性及其表征方法研究[D]. 吴福玉.华东理工大学 2014
[7]煤粉仓中煤粉流动特性的实验研究[D]. 姚力.太原理工大学 2014
[8]粉体物料锥形料仓卸料特性研究[D]. 刘杰.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
[9]粘弹性流体基纳米流体流变学物性研究[D]. 徐鸿鹏.哈尔滨工业大学 2013
[10]充气料仓中B类颗粒落料实验研究[D]. 赵如宇.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2013
本文编号：3608918
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