引入强制振荡的气固流态化的研究

本文对引入气流强制振荡的脉冲流化床进行了实验研究。重点研究了A类和B类颗粒的脉冲流化床的床层瞬时压强、平均压强、最大压强、起始流化速度、床层高度等特性随进气气流的脉冲频率、脉宽以及气量配比等操作条件的变化规律，并对C类颗粒的脉冲流化进行了初步实验研究。为了使问题简化，将脉冲流化床的操作过程划分为通气阶段和停气阶段分别进行了研究。通气阶段是床层膨胀过程，停气阶段是床层塌落过程。用压力传感器测量了流化床床层膨胀过程中床层不同位置的压强变化。利用双流体模型对床层膨胀过程进行了数值计算，计算结果和实验测量结果较为符合。提出了一个描述膨胀过程的简化模型。利用简化模型，从实验测量的压强变化数据可以求取膨胀过程中床层表面的上升速度和床层中密度波的传播速度，以及壁面磨擦应力。通过对流化床的床层塌落过程的动力学分析，提出了计算塌落过程中床层压强分布和变化的数学模型。利用该模型分别对流化床的塌落过程和低频脉冲流化床的床层压强波动进行了模拟计算，并与实验测量结果进行了对比。提出了一种研究流化床塌落过程的新方法，利用本文模型，从实验测量的压强变化可以求取乳化相颗粒浓度、气泡速度、气泡体积分率等床层参数。提出了流化床中气因接触效率的更为科学和合理的定义，并给出一个气固接触效率的计算模型，通过计算分析了影响流化床气固接触效率的各种因素。利用光纤探头测量了脉冲流化床中的气泡特性。分析了脉冲流化床中气固接触效率得以提高的原因，提出了脉冲流化床的较佳的操作条件。