流化床颗粒静电特性及对流动特性的影响

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1、学校代码：10286分类号：TQ536密级：公开UDC：620学号：150483工程硕士学位论文流化床颗粒静电特性及对流动特性的影响研究生姓名：李俊菲导师姓名：梁财副教授汤光华高工申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学学科名称动力工程论文答辩日期2018年6月7日研究方向气固两相流学位授予日期2018年月日答辩委员会主席肖军评阅人S18003234、S180032332018年6月7日工程硕士学位论文流化床颗粒静电特性及对流动特性的影响专业名称：动力工程研究生姓名：李俊菲导师姓名：梁财汤光华Electrostatic

2、CharacteristicsofParticlesinFluidizedBedandItsEffectonFlowCharacteristicsAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYLiJun-feiSupervisedbyAssociateProf.LiangCaiSeniorEngineerTangGuang-huaSchoolofEnergy&EnvironmentSoutheast

3、UniversityJune2018东南大学学位论文独创性声明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宄工作及取得的研宄成果。，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过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的研宄成果，一同工作的同志对本研宄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。ｒ屮研究生签名：Ｂ期：东南大学学位论文使用授权声明（》东南大学、国家图书馆、《中国学术期刊光盘版）电子杂、中国科学技术

4、信息研宄所志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位。论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档的一，可论文的内容相，以内容和纸质致。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅公布、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研宄生院办理。丨丄研究牛签名导师签名：穿辦日期摘要摘要流化过程中，颗粒与颗粒之间、颗粒与壁面之间不断发生接触、碰撞和摩擦等过程，不可

5、避免的产生静电积聚。粉体静电不仅造成颗粒团聚和黏壁，影响整个反应器内的流化状态，还会引发生产事故造成重大的经济损失。由于流化床中流化特性和静电机理的双重复杂性，该领域理论还未完善，静电对粉体流动特性的影响鲜有报道。因此本文对流化床内颗粒静电特性及对流动特性的影响进行系统的实验研究，探究静电特性及对流动特性的影响机制。在二维流化床静电实验系统上对玻璃珠、聚乙烯、玉米粉进行了流化时间、流化风速、取样高度和静床高等操作参数对流化床内颗粒静电特性的实验研究。研究结果表明：随着流化时间的增加，颗粒荷质比随之增大；当流化90分钟左

6、右时，颗粒静电达到静电饱和状态。增大流化风速，床内湍动程度增强，颗粒荷质比升高。当静床高为50cm时，在低倍流化数下，距布风板较近的颗粒荷质比大于距布风板较远的颗粒荷质比，随着流化数的升高，后者逐渐增加并大于前者。当静床高为80cm时，距布风板最近取样口处颗粒荷质比在不同流化数下总是最高。为了获得粉体物性对颗粒静电特性的影响规律，分别以玉米粉、玻璃珠和聚乙烯为实验物料，通过改变物料粒径和种类，探究粉体物性对流化床内颗粒静电的影响规律。结果表明，玉米粉和玻璃珠均携带正电荷，聚乙烯颗粒携带负电荷。同一流化数下，聚乙烯颗粒荷

7、质比绝对值总是高于玉米粉和玻璃珠，玉米粉颗粒荷质比高于玻璃珠。对于相同的粉体物料，小粒径颗粒荷质比大于大粒径颗粒荷质比。基于实验数据，采用量纲分析法运用SPSS软件对二维流化床内粉体静电量及影响因素进行了拟合分析，得到了玻璃珠和聚乙烯颗粒静电变化拟合公式。通过气泡注入和数字图像分析系统，进行了流化床内颗粒静电对气泡特性影响的实验研究，得到了不同静电特性下单个气泡上升过程中气泡上升速度、圆形度、纵横比、面积等气泡特性参数变化规律。通过调节流化风速改变床内物料静电荷质比，运用MATLAB图像处理程序提取上升过程中气泡特性参

8、数。研究结果表明：随着床内静电荷质比的提高，气泡周围颗粒运动造成气泡形状变化，单个气泡平均上升速度明显提高；颗粒静电对气泡上升过程中纵横比、圆形度和面积等参数均有显著影响，由于带电粒子间的静电斥力增大了颗粒间平均距离，乳化相空隙率随之增大，气泡尺寸略微减小。为获得粉体静电特性对气泡分裂聚合过程的影响规律，通过对上升过程中的气泡图像