基于带导流管穿流板多层流化床流体力学特性和干燥特性实验研究

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1、。、督9756t3⑨．’搬睁÷亨女学硕士学位论文作者姓名捌焦一竖二．。i～，，～j一指导教师一颦：童：二墨，．：≥‘I。．，一一，多、，?：．．Ij尊磐业每参象譬L≠一所客每院。：叠姜鼙盏釜i釜遵堕，：i提交骨期二壁竖．圭垒．墨堕星：．带导流管穿流板多层流化床流体力学特性和干燥特性实验研究摘要多层流化床与固体颗粒完全实现了逆流流动，热质传递更加充分，具有单程利用率高、干燥均匀性好等特点，因此在干燥领域有着较大优势。但传统穿流板式多层床由于可调性、操作稳定性和操作难与控制等方面缺陷，应用受到了一定的限制。目前，多采用溢流管式多层流化床

2、，与传统穿流板式多层床相比操作的稳定性和可调性得到了改善，但当处理能力较大时，必然要极大增加降料管面积，在床截面积不变的条件下减少了传热传质面积(气固接触面积)，从而使筛板的效率降低；为了弥补以上不足，本人开发出带导流管穿流板多层流化床，并对该实验装置的流体力学和干燥情况进行了研究，在实验基础上得到相应的参数关联式。实验表明，导流管穿流板多层流化床与传统穿流板多层流化床相比具有良好的流体力学性能，主要体现在三个方面：(1)在相同操作条件下，导流管穿流板多层流化床床层压降大副降低、操作可调范围大副增加，使操作性能有很大提高。(2)在相

3、同操作条件下，导流管穿流板多层流化床稳定性好、压力脉动小，达到稳定所需时间短。(3)导流管堰高的高低对床体的处理能力有一定影响，当管径较大、堰高较低时可进一步提高床体处理能力。此外，当料层达到一定高度时，导流管多层流化床还具有喷动一流化床的特性，同时还起到溢流物料的作用，进一步加大了气一固传Il质效率和床体处理能力。最后，依据实验的结果提出了导流管多层流化床床层压降与空床气速和进料速率关联式。在流动特性研究基础上，以小米为物料，热空气为干燥介质，对带导流管穿流板多层流化床用于干燥进行了小规模试验条件优化，结果显示，带导流管穿流板多层

4、流化床用于干燥易于调控，改善了物料的停留时间分布，提高了热能利用率，同时与传统穿流板多层流化床热利用率进行比较，结果基本相同。实验中，操作气量是控制物料在床中具有一定停留时间的关键因素，进料速率对其影响较小，进气温度和操作气速的增加提高了干燥速度及物料干燥的停留时间，进而增大了脱水效率，但增大动力消耗及热量消耗，所以合理的选择操作条件需要综合考虑各种因素。在流动和干燥特性研究基础，首次提出以串联全混釜方式进行干燥模型的构建，通过干燥动力学和停留时间分布函数，建立了湿含量的分布密度函数和床温沿程分布函数，并得到了平均湿含量和床温的计算

5、式。通过理论值与实验值比较，计算得到的各床层的床温和平均湿含量与实测值较为一致，因此通过计算可以判定现有带导流管多层流化床是否满足物料的干燥要求，由于数学模型全面考虑了物料、热质和床层结构的有关参数，对带导流管干燥器的设计有着直接的指导意义。关键词：多层流化床，导流管，干燥，模拟，操作稳定性IllSTUDYoNHYDRODYNANⅡCSANDDRYINGCHARACTERSTICSOFl订UITISTAGEFLUIDIZEDBEDWITHDRAFTTUBESABSTRACTMultistagefluidizedbedisprovid

6、edwithhJIghthermal-masstransmissionperformance，thehighutilizationratioofheatquantitydruingthewholeprocessanddryinguniformityect．SOthatitisadvantageousinfieldofdrying．Butthetraditionalonehastheshortcomingsofadjustablemeasure，operationalstabilityandoperationaldomination，

7、whichconfineitsapplications．Atpresent，themultistagebedwithfloodingpipesiswildlyusedinmanyfields，itismoreadvantageousintheadjustablemeasureandoperationalstabilitythantraditionalone，Butinthecaseoflargegas／solidridio，duetothelargesolidflux，theuseoftraycolumnisnotsuitableb

8、ecausethedowncomerareawillbeincreaseddrastically，leadingtothereducingofmasstransferarea，trayefficiencyandcolumnproces