異形大顆粒在流化床內(nèi)運動規(guī)律實驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、在實際的流化床工程應(yīng)用中，床內(nèi)顆粒往往不是均質(zhì)單一的組分構(gòu)成，尤其在固體廢棄物的利用，生物質(zhì)燃燒，煤粒的干燥分選等生產(chǎn)過程中，燃料顆粒各組分的大小，密度、形狀的差異，燃料顆粒與床料物理性質(zhì)的差異，這些都易造成多組分流態(tài)化系統(tǒng)不能穩(wěn)定流化，床內(nèi)的大顆粒會加重爐內(nèi)燃燒系統(tǒng)的磨損，也更容易堵塞配風(fēng)裝置。因此，還需進(jìn)一步研究這些大顆粒在流化床內(nèi)的運動規(guī)律，如何盡快的排出這些不可燃的重質(zhì)大顆粒。
　　大顆粒在流化床停留時間是衡量流化床排出大

2、顆粒性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)。在帶有15°∧型布風(fēng)板的冷態(tài)流化床實驗臺上，進(jìn)行大量重復(fù)實驗研究了大顆粒在流化床中的停留時間分布（RTD），大顆粒物性、流化風(fēng)速以及形狀特征對大顆粒停留時間的影響，大顆粒在流化床中的運動軌跡特征，并對大顆粒在流化床內(nèi)的受力規(guī)律進(jìn)行了三維數(shù)值模擬。研究結(jié)果表明：大顆粒的密度對平均停留時間影響最顯著，形狀特征的影響次之，流化風(fēng)速與顆粒尺寸的影響相對較?。浑S著顆粒密度的增大，大顆粒的平均停留時間（MRT）均減小；對

3、于片形圓柱大顆粒，隨著大顆粒尺寸的增大，片形圓柱的MRT同步增加，而方形圓柱和長形圓柱大顆粒的MRT隨尺寸的增加停留時間反而減小，且當(dāng)尺寸的進(jìn)一步增大，停留時間減小速率更快；當(dāng)風(fēng)速較低時，大顆粒運動速度和范圍較小，容易出現(xiàn)滯止?fàn)顟B(tài)，隨著流化風(fēng)速高于其運動臨界轉(zhuǎn)化風(fēng)速，大顆粒的MRT迅速減小，最終隨著風(fēng)速的增加大顆粒的停留時間趨于一個定值。方形和長形圓柱顆粒的MRT明顯大于片形圓柱顆粒。
　　對顆粒的運動軌跡進(jìn)行追蹤顯示，在較大流化

4、風(fēng)速或顆粒密度較低的情況下，三種形狀大顆粒在床內(nèi)的運動范圍擴(kuò)大，運動連續(xù)性增強(qiáng)；片形圓柱大顆粒運動軌跡更有隨機(jī)性，在布風(fēng)板運動范圍比方形和長形圓柱大顆粒更大，方形圓柱更容易出現(xiàn)沿布風(fēng)板的徑向（z方向）運動。
　　通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)：大顆粒在流化床內(nèi)受力Fbd在一定范圍內(nèi)做近周期性的波動，存在受力的最大值、最小值；片形圓柱顆粒在指向布風(fēng)板低側(cè)方向的力 Fbdx和軸向力 Fbdy遠(yuǎn)大于圓柱形顆粒。隨著流化風(fēng)速的增加，三種形狀大顆粒在沿布