納米顆粒及其混合物在磁場流化床中的流態(tài)化.pdf

1、本實驗以原生納米級的SiO<,2>、ZnO、TiO<,2>以及Al<,2>O<,3>為物料，首先系統(tǒng)地在直徑為4cm的玻璃流化床中考察了它們的流態(tài)化行為，結(jié)果發(fā)現(xiàn)四種納米顆粒在剛接通氣源時都形成活塞，活塞破裂后有溝流和固定床現(xiàn)象。增大氣速后除納米ZnO外其他三種納米顆粒都出現(xiàn)聚團分層現(xiàn)象：上部為聚團鼓泡流態(tài)化(ABF)的小聚團，下部為未實現(xiàn)流態(tài)化的大聚團和固定床。通過在流化床中加入平均粒徑2mm鑄鐵顆粒作為磁響應(yīng)性物質(zhì)后，鑄鐵顆粒在由電

2、磁線圈和交流電源產(chǎn)生的交變磁場作用下在分布板上發(fā)生強烈的無序振動，可以有效破碎納米SiO<,2>在較低氣速下形成的大聚團和溝流，抑制鼓泡和揚析的發(fā)生。 實現(xiàn)聚團散式流態(tài)化(APF)的納米SiO<,2>具有很明顯的液體性質(zhì)，生成的小聚團隨流化氣體在床層內(nèi)循環(huán)流動。針對其他三種納米顆粒在添加大顆粒磁場流化床中改善效果不明顯的缺點，實驗中嘗試以納米SiO<,2>為流化介質(zhì)，通過減小待流化物料與流化介質(zhì)之間的密度差來提高其流化性能。結(jié)果

3、發(fā)現(xiàn)，一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的添加納米顆粒能與流態(tài)化的納米SiO<,2>形成共同流態(tài)化的混合系統(tǒng)，其中納米Zn0的最大添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)在90﹪以上。混合物的APF操作氣速范圍由添加納米顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和磁場強度決定，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大使APF區(qū)域減小。 最后，分別應(yīng)用Matsuda等提出的模型和Richardson-Zaki方程對納米SiO<,2>聚團與最小流化速度和混合納米顆粒流態(tài)化的散式化程度進(jìn)行了驗證，提出了預(yù)測混合納米顆粒流態(tài)化的終端流