PDF《高密度浓相流化床内气 泡行为的研究》

第卷第期年月中国矿业大学学报 馆 文章编号 一一一高密度浓相流化床 内气泡行为的研究 陶秀祥 , 丁玉,骆振 福 中国矿业大学 化工学 院,江苏 徐州 .

. 摘要 利用高速动 态分析 系统研究 了二维床 中气泡 的运动行为 , 通过对 所拍摄图像 的 分析处理 , 得到 了不 同介质流化床 内形成的 气泡形状 、 气泡大 小、上升速度 、 聚并及分裂的基本规律和特点 , 研究表明 气泡的运动行为 与介质粒子 的 大小 、 粒度组成 、 密度 、 形状、表面 特性有关 气泡 的上升 速度是气泡表观气速和 当量 直径 的 函数 , 但其 值并不 是一个 常数 气泡 的湮灭、聚并与分裂是 流 态化不 同阶段的流化床行为 , 又 因不 同的介质而 互有差异 这一 结果为深入研究和描 述气 固高 密度浓相流化床中气泡运动 的规律打 下 了基础 关键词 二维床 气泡行为 高速动 态分析仪 中图分类号 文献标识码 将流态化技术应 用于 煤炭 的分选是该技术 的 一项新发展 矿物分选领域所用 的流化床与化工领 域的流态化燃烧 、 催化反应 、 物料 的干燥明显不 同,它的主要特点是流化粒子较粗 、 密度 大,要求流化 床 内粒子浓度高 、 活性好 、 床层密度均匀稳定 , 为物 料 的有效分选提供 良好 的工况条件 气泡现象是气 固流化床中最基本 的特征 , 气泡的行为不但对床内 的流体力学性 能发 生 作用 , 而 且对床 内气 固混 合、传热和 传质 、 物料 的分选 特性都 有很大 的影 响 目前 , 虽 然流化床 内的气泡行 为在化工领域 已进行 了较深人的研究 , 但针对气固浓相 高密度分选流化 床特点的气泡行为研究 尚不多见 本研究利用先进 的高速动态分析系统 , 在二维气固流化床中对气泡 的行为进行深人研究 , 以揭示 气泡 的动力 学规律 , 为流态化技术的进一步发展提供理论依据 布风 沿 床高方 向每 间隔 设有压差测量装置 '

口 流化 气体分布 气体预分布器 「 「 「 厂厂乙乙 . . 一刁 乙 乙匀 〕 〕 图 二维流化床床体结构 一 实验研究系统及方法 , 实验系统及装里 实验流化床床体结构如 图 所示 为确保流化 床体有足够 的强度 , 二维床由两 块 厚且 间隔为的有机玻璃板制成,高和宽分别为火分布板采用多孔板外加 工业织 布的组合形式 , 孔板 开孔率为 下部为倒锥 形预分布室 , 内有 球形 硅胶作填料 , 对空 气进行预 为便于 用高速 动态 分析仪观察床 内颗粒及 气泡的运 动情况 , 试验采 用二维 床试验 系统 试验设 备及测 试系统组成 见图主要试验设备有 空气 过滤器 、 萝茨鼓风机 、 稳压风包 、 压力 表、流量 调节 阀、转子流量计 、 预布风室 、 分布板 、 流化床体 流化床试验测 试系统 主要测量参数有 压力 、 流量 、 床内气泡特性测量等 压力 主要采 用 管压 差计及床 内动态测 试,而后依床高按密度计算两种 测 量方法 流量用转子流量计测量 床 内运动 包括 气泡行为 、 颗粒运动等 用高速动态分析仪进行拍 摄,然后用计算 机进行数据处理 , 或将数字 图像刻 录成光盘及转化成 模拟格存人录像带并分析收稿 日期 一一基金项 目 国家 自然科学基金重大研究计划项 目..作者简介 陶秀祥 一,男,江苏省建湖县人 , 中国矿业大学教授 , 工学硕士 , 从事矿物加工方面 的研究 中国矿业大学学报 第卷研究 图像编辑器 高速报像机 流化床 压差计 流盈计 图 试验设备及测试系统 实验方法 实 验所 用流化粒 子为磁铁矿 粉、磁珠及石英砂,粒径范围为 一 流化粒子 的物理 特性 见表在很 大程 度上决定 了 流态 化质量 的 好坏及 流化床内气泡 的行为 实验过 程中,在不 同的流化气速操作条件下 , 以每秒 幅和 幅两种拍摄速度 , 拍摄二维流 化床中气泡的特性 实验采用的高速动态分析仪为先进的日本 高速摄像机 , 最高拍摄速度达 幅,并可根据需要调 节拍摄速度 拍摄 的画面将以数字 文件的格式记录在磁盘中,用专门的软件〕对信号 进行分析,可输出拍摄对象的运动轨迹 , 得到任意瞬间拍摄对象 的位移 、 速度、加速 度及 碰撞 时 的冲量 , 并 以数据 、