探索纳米级sio,2超细颗粒在声场流化床中的流化特性

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1、四川大学硕士学位论文题目纳卷级SiQ：超细翘撞查童扬逾丝压生鲍逋丝挂!眭作者殷蜀一蘧宄成日期2QQ5生Q璺旦!旦培养单位堕川盍堂指导教师周勇副擞授专业垡堂王猩研究方向速查毡挂盎授予学位Et期生月旦Fq川大学硕}。学位论文纳米级Si0。超细颗粒在声场流化床中的流化特性化学工程专业研究生段蜀波指导教师周勇副教授纳米颗粒由于尺寸微小，其表面结构和电子结构发生变化，从而表现出许多大块物料所不具有的表面效应、小尺寸效应、量予效应和宏观量子隧道效应，使纳米颗粒展现出许多特有的性质，在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面有着广阔

2、的应用前景。作为一种强化气圃接触的手段，流态化技术在纳米颗粒制备、处理和应用方面都具有独特的优越性，因此，纳米颗粒的流态化技术越来越受到人们重视，并对其展开了研究。本文以原生纳米级Si0。超细颗粒为物料，首先在横截面130XlOmm2的二维流化床和内径130mm的三维流化床中，考察了声波对纳米级Si0。超细颗粒流化行为的影响，结果发现：在无声场引入时，纳米级Si02超细颗粒除在三维流化床中}}_}现了活塞流以外，在二维、三维流化床中都出现了裂纹、沟流、聚团流化现象，最小流化速度较高，形成的聚团尺寸较大，流化质量差；而当引入适

3、当频率的低频强声波，可以消除活塞流、抑制沟流现象，大大减小聚团尺寸、降低临界流化速度，从而显著改善纳米级Si0：超细颗粒的流化质量；但另一方面，声场能促进气泡聚并长大，实验发现，在二维床中，当声压高于138dB时出现了节涌。本文还较系统了研究了原生纳米级si0：超细颗粒在声场流化床中的流化特性，结果表明：在频率一定的情况下，声压越高，流化床中形成的聚团尺寸越小，最小流化速度越低，流化质量越好：当声压低于120dB时，声场对T删J11人学倾I。学位论文纳米级Si0，超细颗粒流化特性的影响减小，当声压大于130dB时，则能显著改

4、善流化效果，使流化眯内的颗粒聚团明显减小，最小流化速度明显降低。频率的影响则存在一个最佳范围，试验表明，声压一定时，频率为120Hz左右临界流化速度最低，此时流化床中形成的聚团尺寸最小，流化效果最好。随着声压增高，最佳频率范围将增大。当频率高j二或低于这个范围时，聚团尺寸都将增大，临界流化速度上升。最后，应用三维声场流化床的实验结果进一步验证了梁华琼等人提出的聚团尺寸预测模型。上述研究成果为进一步开展有关研究和开发纳米颗粒声场流化床打下了良好的基础。关键词：纳米颗粒声场流化床聚团尺寸理论模型lI【rq川人学删!1．学位论文S

5、tudyonfluidizationcharacteristicsofSi02nano-·particlesinasound·-assistedfluidizedbedMajor：ChemicalEngineeringStudent：DuanShuboSupervisor：associateProf．ZhouYongThefluidizedtechniquesofnano—particlesaregainingincreasingimportancealongwiththegreatapplicationofparticle

6、stothemanufactureindustry．Butthefluidizationofnano—particleseasilyresultsinchannelingandpoorfluidizedbehaviorasaconsequenceofstrongparticle—to—particlecohesiveness．Sovarioustechniqueshavebeenproposedtoimprovethequalityoffluidizationofnano—particles．Especially,theso

7、und-assistedfluidizationofnano—particlesisresearchedinthiswork．AtwodimensionalbedwhichCl-osssectiotais130×IOmm2andathreedimensionalbedwhichIDis130ramaredesignedtostudytheeffectsofsoundwavefrequencyandsoundpressurelevelonthefluidizationofthenano—particles．TheSi02nan

8、o—particleshavebeenfluidizedinthebeds．Theexperimentalresultsprovethatthequalityoffluidizationofparticlesisdramaticallyimprovedbytheapplicationofa