液固流化床中傾斜板的作用機(jī)理研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)液固流化床處理難選物料效果較差、且其設(shè)備處理量有待進(jìn)一步提高等問題，提出了在垂直段流化床基礎(chǔ)上增設(shè)傾斜板段從而將流態(tài)化作用與傾斜板沉降作用結(jié)合起來以改善分離效果的新思路。從顆粒運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)的角度闡述了液固流化床中傾斜板對物料沉降、分離過程及處理量提升等方面的作用機(jī)理。
　　論文以單一顆粒的自由沉降過程為基礎(chǔ)，通過矢量計(jì)算、理論推導(dǎo)和幾何關(guān)系應(yīng)用相結(jié)合的方法，建立了傾斜板通道中顆粒基于自由沉降末速與設(shè)備尺寸、上升水速關(guān)系的動(dòng)力

2、學(xué)理論模型，描述了顆粒在沉降、分離及臨界運(yùn)動(dòng)等不同情形下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過自行設(shè)計(jì)的設(shè)備模型機(jī)和試驗(yàn)系統(tǒng)對模型進(jìn)行了驗(yàn)證與修正。
　　提出了利用單一顆粒的速度矢量描述運(yùn)動(dòng)規(guī)律的思路，并建立了單特性顆粒在傾斜板通道中的運(yùn)動(dòng)模型：（此處公式省略）。通過不同粒度的玻璃顆粒（0.2-0.4mm、0.4-0.6mm、0.6-0.8mm）及磁鐵礦（0.2-0.3mm、0.3-0.5mm）試驗(yàn)軌跡測定分析，結(jié)果表明理論模型計(jì)算值與顆粒實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律

3、較接近，在上升水速較低時(shí)模型預(yù)測越準(zhǔn)確，且對大粒度、大密度的物料預(yù)測結(jié)果更好。引入懸浮液濃度從干擾沉降的角度對模型進(jìn)行驗(yàn)證和修正，所得表達(dá)式為：（此處公式省略）。
　　根據(jù)單一特性物料的運(yùn)動(dòng)軌跡理論模型，推導(dǎo)出了兩種特性顆粒同時(shí)沉降分離時(shí)的運(yùn)動(dòng)位移差異的理論模型：（此處公式省略），并提出了傾斜板有效分離長度比（此處公式省略）和分離效率（此處公式省略）。提出了利用不同特性顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡差異解釋流化床中增設(shè)傾斜板以提高分離精度的作用機(jī)

4、理。通過試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)Lpd隨著入料量及水量的增大而變大，但入料量的影響程度要遠(yuǎn)大于上升水速。傾斜板有效分離長度比k和分離效率η均隨著水速的提高而變小、隨著入料量的增大而變大，當(dāng)入料量在50g-200g時(shí)，k值約介于2.5-8之間，η值集中在70-90％之間。
　　通過對傾斜板通道中臨界顆粒的運(yùn)動(dòng)研究，提出了傾斜板對提高處理量的理論表達(dá)式（此處公式省略），得到了臨界顆粒運(yùn)動(dòng)滿足的條件：（此處公式省略），并以此為基礎(chǔ)提出了沉降效率表達(dá)

5、式：（此處公式省略）。通過濃度對臨界水速與沉降效率的影響研究發(fā)現(xiàn)，臨界水速和沉降效率均隨入料量增大而變小。最低入料量（50g）時(shí)臨界水速可達(dá)顆粒沉降末速的2.5倍。當(dāng)入料量為50-400g時(shí)沉降效率處于0.45-0.7之間。
　　論文從顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡的角度，通過模型建立和試驗(yàn)分析，對液固流化床中傾斜板增大處理量及提高分選精度的作用機(jī)理進(jìn)行了定性及定量描述，研究結(jié)果對于后續(xù)可能的流化床中傾斜板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作具有一定的理論意義和實(shí)際價(jià)值