提升管气固两相流动特性及非线性特征分析

发布时间：2017-12-19 04:31

  本文关键词：提升管气固两相流动特性及非线性特征分析

  更多相关文章： 气固两相流 流动特性 流动图像 分形特征 混沌特征 团聚

【摘要】：近年来,随着科学技术的发展,作为多相流重要形式之一的气固两相流普遍存在于电力、煤炭、化工、制药、食品等诸多行业,并得到了广泛的应用。但由于气固两相流动系统相界面的复杂性、多变性以及界面速度和其他效应的存在,使其通常呈现出较强的非线性与非稳定性特征,这对进一步认识气固两相流动特性与耦合作用机制造成了阻碍,从而限制了工业设备的结构优化以及生产效率的提高,使得工程实际落后于基础理论研究。因此,采用先进的参数检测技术与现代分析方法从气固两相流动过程着手,深入研究其流动特性以及系统非线性特征是有必要的,具有完善多相流基础理论的理论价值以及指导工业反应器结构优化、放大的工程意义。本文在自行搭建的循环床提升管实验台上,采集了气固两相流动过程压力(压差)信号、流动型态图像样本。结合压差法、数字图像处理技术、多源信息融合理论、分形理论、混沌理论以及递归分析方法主要对提升管内轴向方向压力梯度及颗粒浓度分布进行了研究;对局部区域颗粒运动行为、分布结构及浓度进行了检测;对多源信息的分形特征进行了分析和联系;就不同团聚结构对系统混沌特征的影响机制进行了讨论。首先,采集了提升管不同高度位置间的压差信号,研究了管内轴向方向压力梯度和颗粒浓度分布情况。发现随轴向高度的提升,管内压力梯度和颗粒浓度均逐渐减小。保持颗粒循环流量一定,增加操作气速,可以减小提升管内轴向压力梯度和颗粒浓度分布不均的趋势,同时可以减小流动过程消耗的总压降。其次,利用高速摄像机拍摄提升管底部局部区域气固两相流动过程图像,分析了在不同流态化状态下该区域内颗粒的运动行为和分布形式。在节涌床和湍动床阶段,颗粒分别呈现柱塞式流动结构和顺时针内循环流动结构。在此基础上,基于图像法实现了对稀相输送过程局部颗粒浓度的检测。整合了流动过程中压差信号与流动图像两部分信息,基于分形理论,从多尺度分析的角度研究了各尺度信号所对应的物理意义,并将两种信息的分形特征联系到了一起。最后,人工制造石英砂团聚物。采用递归分析的方法研究了在节涌床和湍动床两种流化状态下,系统混沌特征受团聚物种类和颗粒循环流量的影响。在节涌床状态下,压力信号递归图沿对角线方向发展显著,系统周期性较强。在湍动床状态下,随颗粒循环流量的提高,对于原始物料及产生微团聚的物料,递归图中块状结构增多,沿对角线发展趋势增强,系统周期性增强。对于成核团聚物料,系统混沌特征变化不显著。对于粘结及糊状团聚的颗粒物,递归图孤立点状结构增多,对角线发展趋势减弱,系统随机性增强。
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O359

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 冯伟,徐秀兵,刘翠云,崔元臣;新型预提升技术研究[J];河南大学学报(自然科学版);2001年04期

2 陈家岭;;回炼油提升管对催化裂化装置的影响[J];青海大学学报(自然科学版);2007年06期

3 朱康玲 ,李松年,夏春山;垂直管道中颗粒运动规律的探讨及其在催化裂化提升管中的应用[J];大庆石油学院学报;1984年04期

4 陈f;王维;闫子涵;卢春喜;范怡平;;基于EMMS曳力模型的提升管进料混合段模拟[J];化学反应工程与工艺;2014年01期

5 陆蕾颖;张华;刘占杰;武卫东;;一种扩散吸收式制冷系统的性能实验[J];低温与超导;2007年01期

6 陈巨辉;Bougamra Ahmed;唐艳佳;李丹;陆慧林;;LES-SOM双流体模型数值模拟提升管内气固流动[J];工程热物理学报;2013年07期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 宫海峰;杨朝合;徐令宝;刘熠斌;;新型变径提升管压力变换规律研究[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年

2 范怡平;时铭显;叶盛;卢春喜;孙国刚;;多股射流在提升管内的扩散与流动[A];中国颗粒学会2002年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会会议论文集[C];2002年

3 王向辉;高士秋;宋文立;许友好;张久顺;;双循环变径提升管内流动特性的研究[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(上)[C];2004年

4 王文婷;马达;;催化裂化装置两段提升管的技术改造[A];第1届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2004年

5 范怡平;杨志义;许栋五;卢春喜;时铭显;徐春明;;催化裂化提升管进料段内油剂两相流动混合的优化及工业应用[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年

6 雷世远;张振千;;新型RFCC进料段技术研究[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年

7 ;减一线、常三线等进提升管回炼对催化产品的影响[A];山东石油学会炼制委员会2009年技术交流会论文集[C];2009年

8 李天津;陈凤;何学东;陈文胜;罗杰;黄志勇;;吸收球气力输送提升管固相附加压损试验研究[A];中国核科学技术进展报告（第二卷）——中国核学会2011年学术年会论文集第3册（核能动力分卷（下））[C];2011年

9 阮宇军;卢春喜;时铭显;;不同粒度分布高硫焦颗粒在新型组合提升管燃烧器内流动特性的研究[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年

10 胡彦涛;杨欣静;;小流量空气提升应用于料液输送的可行性研究[A];中国核学会核化工分会成立三十周年庆祝大会暨全国核化工学术交流年会会议论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 记者 罗全;创新社会管理 提升管控水平[N];兵团日报(汉);2012年

2 本报记者 刘玉t，

本文编号：1306919