组合约束型提升管瞬态压力脉动特性

发布时间：2017-03-27 00:02

  本文关键词：组合约束型提升管瞬态压力脉动特性，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：“气固分布器+流化床层”特殊出口构型的提升管称为组合约束型提升管,由于出口结构对提升管内气固流动的约束影响,致使其工业运行时系统提升管路振动较大,进而影响了系统长周期稳定运行。已有研究证实,管路中流体压力脉动是引起管线振动的一个重要原因之一,基于此,本项目借助大型冷模实验及瞬态信号处理的时域、频域分析方法,研究组合约束型提升管瞬态压力脉动特性,并得到以下认识:零床层操作模式下,组合约束型提升管内压力脉动整体上呈低频/高幅和高频/低幅的特征,颗粒进料脉动是导致提升管内压力脉动的主要原因,其主频在2 Hz以内。有床层操作模式下,压力脉动信号呈低频/高幅、高频/高幅和高频/低幅的特征,颗粒进料脉动和“气固分布器+流化床层”出口结构导致的气流脉动是引起组合约束型提升管内压力脉动的主要原因;颗粒进料脉动主导压力脉动的主频仍在2 Hz以内,气流脉动主导压力脉动的主频分别在10 Hz和21 Hz附近;在稀相输送状态下,气流脉动是提升管内压力脉动的主导因素;在快速流态化状态下,提升管下部的压力脉动由颗粒进料脉动主导,上部的压力脉动由气流脉动主导。组合约束型提升管不同轴向区域的压力脉动强度及其随操作条件的变化,与各区域在不同流动状态下压力脉动的主导因素有关;有床层操作下,“气固分布器+流化床层”出口结构导致的气流脉动是引起组合约束型提升管内压力脉动强度显著增加的原因;操作中,通过增大固气比、提高提升管内固体浓度的方式,可降低气流脉动引起的压力脉动。
【关键词】：提升管 出口约束 压力脉动 标准偏差 功率谱密度
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ055.81
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景及意义9
• 1.2 流态化技术概述及流型分类9-11
• 1.3 组合约束型提升管的研究与应用现状11-13
• 1.3.1 组合约束型提升管的应用现状11-12
• 1.3.2 组合约束型提升管气固流动特性的研究进展12-13
• 1.4 流化床压力脉动的研究现状13-17
• 1.4.1 流化床压力脉动信号的分析方法14
• 1.4.2 低气速流态化体系压力脉动的研究现状14-17
• 1.4.3 高气速流态化体系压力脉动的研究现状17
• 1.5 本课题主要研究内容17-19
• 第二章 实验设计及分析方法19-35
• 2.1 组合约束型提升管实验装置及流程19-20
• 2.1.1 实验装置19-20
• 2.1.2 实验流程20
• 2.2 提升管测点布置20-21
• 2.3 压力脉动数据采集系统21-22
• 2.4 输送介质特性及操作工况22-23
• 2.5 主要操作参数的测量23-25
• 2.5.1 表观气速的测量23
• 2.5.2 颗粒循环强度的测量23-24
• 2.5.3 床层料位控制24-25
• 2.5.4 压力脉动信号采集25
• 2.6 压力脉动信号的处理方法25-27
• 2.6.1 时域分析25-26
• 2.6.2 频谱分析26
• 2.6.3 小波去噪分析26-27
• 2.7 本研究压力脉动信号的预处理27-35
• 2.7.1 滤除奇异点28-29
• 2.7.2 压力信号标准化处理29-31
• 2.7.3 基于傅里叶变换的平滑滤波的尝试31-32
• 2.7.4 基于小波阈值去噪的分析32-35
• 第三章 组合约束型提升管瞬态压力脉动强度35-53
• 3.1 组合约束型提升管内气固流动状态随操作条件的变化35-37
• 3.2 组合约束型提升管内压力脉动源的分析37-39
• 3.3 压力脉动强度沿提升管轴向的分布39-42
• 3.3.1 零床层操作模式下压力脉动强度沿提升管轴向的分布39-40
• 3.3.2 有床层操作模式下压力脉动强度沿提升管轴向的分布40-42
• 3.4 操作条件对组合约束型提升管内压力脉动强度的影响42-47
• 3.4.1 单气相时表观气速对提升管内压力脉动强度影响42-43
• 3.4.2 气固两相时提升管内压力脉动强度随表观气速的变化43-45
• 3.4.3 气固两相时提升管内压力脉动强度随颗粒循环强度的变化45-47
• 3.5 “气固分布器+流化床层”对组合约束型提升管内压力脉动强度的影响47-51
• 3.5.1 气固两相时提升管内压力脉动强度随流化床层高度的变化47-49
• 3.5.2 气固两相时提升管内压力脉动强度随分布器开孔率的变化49-51
• 3.6 本章小结51-53
• 第四章 组合约束型提升管压力脉动的功率谱分析53-75
• 4.1 组合约束型提升管内压力脉动信号的时频转换53-54
• 4.2 零床层操作模式下的功率谱密度分析54-60
• 4.2.1 不同颗粒循环强度下的功率谱密度分布54-57
• 4.2.2 不同表观气速下的功率谱密度分布57-60
• 4.3 有床层操作模式下的功率谱密度分析60-67
• 4.3.1 不同颗粒循环强度下的功率谱密度分布60-64
• 4.3.2 不同表观气速下的功率谱密度分布64-67
• 4.4 “气固分布器+流化床层”影响的功率谱密度分析67-73
• 4.4.1 不同床层高度下功率谱密度分布67-70
• 4.4.2 不同气固分布器开孔率下的功率谱密度分布70-73
• 4.5 本章小结73-75
• 第五章 结论75-77
• 参考文献77-82
• 致谢82

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