濕顆粒噴動與流化特性的研究.pdf

1、濕顆粒流態(tài)化系統(tǒng)廣泛存在于能源、環(huán)保、化工、食品、制藥等領域。近年來，在國家戰(zhàn)略新興產業(yè)中，出現(xiàn)的許多新工藝也都涉及了濕顆粒流態(tài)化技術，如新能源領域生物質熱解粗油的催化重整制氫，新材料領域功能顆粒材料的涂層，新醫(yī)藥領域靶向藥物的包衣等。
　　噴動與流化是流態(tài)化中最重要的兩個現(xiàn)象，廣泛存在于噴動床、流化床、噴動流化床等流態(tài)化設備中。國內外，對干顆粒的噴動與流化進行了較深入的研究，但對濕顆粒噴動與流化的認知卻十分不足，研究較為零散。濕

2、顆粒的噴動與流化行為較干顆粒要更加復雜，是當前多相流研究的熱點問題，深入開展?jié)耦w粒噴動與流化特性的研究，一方面能夠為工業(yè)應用提供基礎數(shù)據(jù)和理論支持，另一方面也能夠提升多相流學科的發(fā)展，具有重要的實際意義和學術價值。
　　本文從實驗和數(shù)值模擬研究兩個方面，以噴動床與流化床為研究對象，對濕顆粒的噴動與流化特性進行了系統(tǒng)深入的研究。
　　建立了濕顆粒噴動床實驗系統(tǒng)，在較寬的液含量范圍內（含液飽和度S=0～1），開展了Geldart

3、-D類濕顆粒的噴動實驗，研究獲得了濕顆粒噴動過程的流型及其轉變規(guī)律，并繪制出了流動相圖，給出了濕顆粒能夠穩(wěn)定噴動的含液量范圍;揭示了濕顆粒噴動壓降、最小噴動速度、最大可噴動床高、顆粒循環(huán)速率等重要噴動特性參數(shù)與結構參數(shù)、操作參數(shù)之間的變化規(guī)律;結合理論分析和實驗數(shù)據(jù)，得到了濕顆粒噴動床最小噴動速度的計算關聯(lián)式。
　　建立了濕顆粒流化床實驗系統(tǒng)，開展了Geldart-D類濕顆粒的流化實驗，研究得到了濕顆粒流化過程的流型特征;揭示了濕

4、顆粒流化床壓降、最小流化速度等重要流動特性參數(shù)與操作參數(shù)之間的變化規(guī)律;對濕顆?；旌咸匦赃M行了系統(tǒng)研究，獲得了操作參數(shù)和物性參數(shù)對異重濕顆?；旌闲袨榈挠绊懸?guī)律，提出了一種能夠預測異重濕顆粒分離趨勢的理論模型。
　　開展了濕顆粒自由堆積的實驗和DEM模擬，對比分析了兩類濕顆粒間作用力模型，揭示了傳統(tǒng)cohesive force模型在模擬濕顆粒流動時的不足，提出了適用于濕顆粒的改進型cohesive force模型，并基于液橋力理論，