流态化下农林废弃物冷态流动特性研究

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1、乘兩大？參硕±学位论文流态化下农林废弃物冷态流动特性研究专业名務：环培科学与工程研究生姓名：王肖讳导师姓名：仲兆平屯本论文获国家自然科学基金项目５１２７６０４０）和国家重点基础研究发展计划项目（２０１３ＣＢ２２８１０６）（资助。ＴＨＥＣＯＬＤＦＬＯＷＣＨＡＲＡＴＥＲＩＳＴＩＣＳＯＦＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬＡＮＤＦＯＲＥＳＴＲＹＷＡＳＴＥＳＩＮＦＬＵＩＤＩＺＥＤＢＥＤＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄ化ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔ

2、ｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅｏｆｏｒＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＢＹＷＡＮＧ－ｉＸｉａｏｙＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＰｒｏｆ－．ＺＨＯＮＧＺｈａｏｐｉｎｇＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ２０１５东南大学学位论文独巧性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知Ｗ标注和致谢的地方外经发表或撰写过的研究成果，，除了文中特别加，

3、论文中不包含其他人已一同工作的同志对本也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。ｗＫ：研究生签名：日期Ｓｉｌ东南大学学位论义使用授枚声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，光许论文被查阅和借阅，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要

4、等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。＇、亡研究生签名＾化《３＞；３１＾＾导师签名；＾＾＾＾苗期；摘要一目前，热解技术作为农林废弃物的资源化利用的重要方法么受到广泛关注，床料与气体之间的气固交换和床料的混合机制影响了热解效率。农林废弃物的物理性质使其在流化床内难Ｗ很好地单独流化，需要加入石英砂等惰性组分作为流化介质，所Ｗ研究农林废弃物与石英砂在流化床内的海合流动特性具有重要的意义。本研究借助非线性分析方法，分别在时域、频域和相空间结构的角度研究流化床

5、内生物质与石英砂双组份混合流动的动力学特征－。在此基础上改进传统离散单元方法计算流体力学方法，使之适用于大尺寸的生物质颗粒与小尺寸石英砂混合流动模拟，通过实验与经验参数验证模拟结果进一对双组份流化床进巧介观尺度模拟，，并步分析生物质与石英砂混合流动的气体流动和颗粒行为等特性。将不同质量比的成型农林废弃物，、木杆、稻壳、玉米荘和水稻猎轩与石英砂混合￣作为床料在流化床内混合流动，表观气速范围为化０７２２．３１ｍ／ｓ，用压差传感器测量床内的压差脉动信号。采用皮法测量床内最小流化速度，发现农林废弃物含量小于８％时

6、，不同混合比下流化床的初始流化速度差异很小，与石英砂单组份流动的初始流化速度Ｈ－非常接近ｉｌｂｅｒｔＨｕａｎ，。采用具有自适应特点的ｇ变换分析皮差脉动信号研究双组份流动频率特征，分析双组份混合流动内禀模态困数能量及频率分布特征。研究发现有￣５ｚ效的频率范围在３０ＨｚＷ下，气泡频率主要分布在ｌＨ之间，农林废弃物与石英砂混合流动时信号的中低频区都在这个范围之间。成型生物质与石英砂混合主频不明显，鼓ＩＭＦ泡床阶段各阶的能量都不随气速发生明显变化，床内不易出现大气泡，气泡流动＂＂和颗粒行为极其复杂０？３Ｈｚ。

7、床内频率集中在之间说明床内出现腾涌现象。引入递归图理论考察床内流动的周期性稳定性等特征，发现气速较低时无论是石英砂单組份流动还是农林废齐物与石英砂混合流动，床内气泡尺寸较小，床内颗粒行为占主导作用。随着气速的增大床内出现尺寸较大的气泡后，玉米巧和木杆与石英砂混合流动具有明显的近似正（余）弦周期。建立融合经验模态分解和递归图理论的信号处理方法，同时在频率和相空间的角度对信号进行分析，发现成型生物质与石英砂混合流动气泡，操作范围较宽且利于传热传周期性较弱，并且随着气速的増大不会发生明显的变化质的进行。

8、ＤＥＭ－ＣＦＤ模拟模型建立适用于成型圆柱形生物质颗粒与石英砂混合流动的。采用球元叠加法计算ＤＥＭ部分，在此基础上将柱形颗粒视为虚拟小尺寸球的聚合体，并借鉴体积惩罚法的思想，引入颗粒体积系数概念修正气固作用力关系式，通过计算气－Ｆｏｒｔｒａｎ相虚拟球体