雙支腿流化床氣固兩相流動特性實驗研究.pdf

1、大力發(fā)展循環(huán)流化床燃燒技術(shù)尤其是大容量高參數(shù)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)是我國潔凈煤燃燒技術(shù)發(fā)展的重要方向。褲衩腿—雙布風(fēng)板結(jié)構(gòu)已成為循環(huán)流化床大型化的首選設(shè)計方案。雖然雙支腿循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)在解決二次風(fēng)穿透深度提高氧氣分布均勻性方面具有優(yōu)勢，但在工業(yè)應(yīng)用中會出現(xiàn)運行不穩(wěn)定的問題如翻床現(xiàn)象。因此，雙支腿流化床內(nèi)氣固兩相流動與混合特性的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
　　 本文研究了雙支腿流化床內(nèi)氣固兩相流體動力學(xué)特性，并運用混沌理論

2、對氣固流動引起的床層壓差脈動信號進行了理論分析。
　　 搭建了雙支腿流化床氣固流動特性實驗裝置，采用插板/隔板法對雙支腿流化床提升段內(nèi)顆粒濃度分布特性進行了測試，獲得了床內(nèi)縱向及橫向顆粒濃度分布特性。結(jié)果表明，雙支腿循環(huán)流化床內(nèi)顆粒濃度橫向分布在密相區(qū)呈現(xiàn)出“W”型分布;在稀相區(qū)，床內(nèi)顆粒的橫向分布相對比較均勻。顆粒濃度縱向分布呈現(xiàn)出“L”型分布特性，隨著氣速的增加，密相區(qū)域范圍逐漸加大。
　　 采用雙示蹤氣體法獲得了雙

3、床間氣體橫向和縱向的濃度分布;結(jié)合氣固流動結(jié)構(gòu)的瞬時圖像及快速床顆粒濃度分布特性，對雙支腿流化床內(nèi)氣體的混合特性及混合機理進行了研究。結(jié)果表明，無床料時，雙支腿流化床兩側(cè)出口處的示蹤氣體無量綱濃度受流化速度的影響較小;添加床料對示蹤氣體的縱向和橫向分布影響明顯。雙支腿流化床兩床間橫向氣體擴散明顯，且隨高度增加，氣體局部橫向擴散速率減弱，截面濃度分布趨于均勻。風(fēng)速的增加削弱了床內(nèi)氣體混合;床存量的增加加劇了氣體混合。雙支腿流化床內(nèi)顆粒濃度

4、的分布，顆粒團簇及其在支腿間的交換，對床內(nèi)氣體混合影響較大。
　　 基于混沌特征量K熵和遞歸圖分析法，研究了床內(nèi)差壓脈動信號和雙支腿流化床內(nèi)氣固流動的混沌特性。結(jié)果表明，鼓泡床、湍流床、快速床的壓力脈動遞歸圖跟混沌系統(tǒng)的遞歸圖接近，且三種流型之間的遞歸圖有較大區(qū)別，即三種流型均具有各自的混沌特性。由于氣泡和顆粒團簇的共同作用，在湍流床階段系統(tǒng)的混沌特性最強，表現(xiàn)為K熵和DIV隨氣速先增大后減小并在湍流床階段達到最大值，DET則相