探索声场高温流化床流体力学特性及传热性能研究

《探索声场高温流化床流体力学特性及传热性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、青岛科技大学硕士学位论文声场高温流化床流体力学特性及传热性能研究姓名：张健申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：郭庆杰20100608青岛科技大学研究生学位论文删『f『ffff『fI㈣㈣删ir朋rllY17406考4。声场高温流化床流体力学特性及传热性能研究摘要声场流态化技术作为一种强化气固接触、改善流化质量的手段，越来越受到人们重视。但由于声场高温实验装置复杂以及流化床内测试困难，目前对于声场流态化的研究仅局限于冷态阶段，缺乏对声场高温流化床流化特性及传热性能的研究。对此展开深入的理论和实验研究，对于提高流化床传热及气一固接触效率等具有重要的实用价值和科学意义。本

2、论文采用对压力脉动信号进行统计分析的方法，对FCC(催化裂化催化剂)颗粒、石英砂颗粒、Si02颗粒和玻璃珠的声场高温流体力学特性以及传热性能进行了系统研究。在内径50rnrn，高1000ranl的鼓泡流化床中，采用压力探针研究了FCC和Si02颗粒的流体力学特性，考察了声场强度和频率对颗粒最小流化速度的影响。结果表明：声场的引入可以显著降低颗粒最小流化速度，声波强度越大颗粒的最小流化速度越小；固定声压级改变声波频率，发现频率在300Hz时颗粒最小流化速度最小。对不同声场条件下最小流化速度进行拟合，得到声场流化床最小流化速度预测关联式。在内径50n1111、高1000mm

3、的声场高温鼓泡流化床中，考察了石英砂和Si02颗粒的流体力学特性，分析了床层温度、声波频率及声压级对声场高温流化床最小流化速度的影响。结果表明：引入声场后，颗粒的最小流化速度随着温度的升高而下降；固定温度及频率，最小流化速度随声压级的增大而减小：固定声压级与温度，颗粒最小流化速度随声波频率的增大先减小后增大，存在一个最佳频率范围。对床内压力波动信号分析，得出声场影响高温流化床流化质量的判据：当声压大于110dB、频率在100"-200Hz范围内时压力波动偏差与最小流化速度值最小。以平均粒径dD为1200岬玻璃珠、398pm石英砂和0．5I，tmSi02颗粒为物料，考察声

4、场流化床传热性能。结果表明：声场的引入可以明显改善高温流化床的传热特性，传热系数随声压级、床层温度增大而增大，颗粒粒径越小传热系数越大。固定温度及声压级，传热系数随着频率的增大先增大后减小，在一个最佳的频率范围内传热系数达到最大值。固定声压级与声波频率，传热系数随着床层温度的升高明显提高，小粒径颗粒的传热系数受床温影响比大粒径颗声场高温流化床流体力学特性及传热性能研究粒更加明显。浸没表面温度及形状对传热系数有显著影响，表面温度为800℃时的传热系数约是表面温度为25℃时的1．5．2．5倍，圆球形浸没面的传热系数比圆柱形的提高25％左右。三种不同形状浸没面的传热系数径向呈

5、抛物线分布。关键词：声场流化床高温传热系数压力脉动声压级lI青岛科技大学研究生学位论文一—————————————————————————————————————————————————一HYDRODYNAMICSANDHEATTRANSFERCHARACTEIUSTICSINANACOUSTICFLUIDIZEDBEDATHIGH．TEMPERATUREABSTRACTToenhancegas．solidcontactandimprovethefluidizationquality,acousticfluidizationtechnologyattractsInofc

6、andmoreattention．However,currentstudyonacousticfluidizationislimitedtofluidizationatambientconditions，andthestudyonacoustichigh．temperaturefluidizationcharacteristicsandheattransferperformanceissc羽．ce．Therefore，furthertheoreticalandexperimentalinvestigationsinthisfieldareofimportancetoen

7、hancingfluidizedbedgas-solidcontactrateandimprovingthermalefficiency．Inthispaper,thehydrodynamicandheattransfercharacteristicsofFCCparticles，quartzsandparticles，Si02andglassbeadsparticlesinanacoustichigh．temperaturefluidizedbedweresystematicallyexaminedbystatisticalanalys