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《外循环式液_固流化床换热器实验研究》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、外循环式液2固流化床换热器实验研究韩国军1,赵振文2,周昆颖2,陈罕2(11北京联合大学,北京100101;21北京化工大学,北京100029)摘要:通过建立外循环式液2固流化床换热器的实验台并进行大量的实验,得出了影响外循环式液2固流化床换热器操作稳定性的主要因素及其在稳定操作情况下流速、喷嘴结构、插入深度和颗粒总量等对上升管及下降管稀相空隙率的影响规律。关键词:换热器;外循环液2固流化床;稳定性;空隙率中图分类号:TE965;TQ05115文献标识码:AExperimentalstudyonexternal2cyclingsolid2liquidf
2、luidizedbedheatexchangerHANGuo2jun1,ZHAOZhen2wen2,ZHOUKun2ying2,CHENHan2(11BeijingUnionUniversity,Beijing100101,China;21BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029,China)Abstract:Bymakinganexperimentalapparatusoftheexternal2cyclingsolid2liquidfluidizedbedheatexchanger(ES
3、LFBE)andconductingexperimentsforawiderangeofvariablesbyindependentlyvaryingtheconditions,themainvariablesthatinfluenceonthestabilityofESLFBEandtheregularsofvelocityofflow,muzzlesize,muzzledeepnessandparticledensityinfluencingonvoidagesofascend2piperanddescend2piperunderasteadywo
4、rkcondi2tionweregiven1Keywords:heatexchanger;external2cyclingsolid2liquidfluidizedbed;stability;voidage流态化技术的工业应用已有60余年历史。液2固流化床换热器发展于上世纪70年代初,其与常规列管换热器相比具有换热效率高及不易结垢的优点,可广泛用于食品、化工、海水淡化和造纸等领域。最初的流化床换热器为非循环式,即固体颗粒在液体中浮动,固体颗粒虽可做相对液体的自由运动,但无宏观向上流速,在流态化技术中称其为经典流态化。这种流化床对液体的流动速度限制较严,
5、流速太小,固体颗粒不能浮动,流速太大,会将固体颗粒吹到上箱,破坏其稳定性。解决此问题的方法是引入循环流化床系统,即液2固两相中的固体颗粒具有宏观流速,在管路中先上升再下降,形成1个循环体系,在流态化技术中称其为广义流态化。这种流化床允许的流速范围比非循环式的大,便于操作。循环流化床又分内循环式和外循环式2种,内循环式的上升管和下降管都位于管壳内,其外形与普通立式管壳式换热器相似。外循环式的下降管移至管束外,与换热器主体分离,见图1。图1外循环式液2固流化床换热器结构示图收稿日期:2004211221作者简介:韩国军(19632),女(汉族),北京人,副
6、教授,硕士,从事化工设备的教学与研究。第3期韩国军,等:外循环式液2固流化床换热器实验研究·13·与内循环式相比,外循环式流化床换热器具有如下结构特点:①由于下降管在换热器壳体外,因而同样换热面积的换热器,外循环式的壳体直径小于内循环式的,管板外径也相应缩小。同时可以方便地监测下降管中颗粒的运行情况,并根据下降管中颗粒运动情况调节一、二次流比例,实现合理操作。②二次流的设计更加合理,床内流速可调范围较大,颗粒的循环量易于控制,这是内循环式流化床换热器所不能达到的。③在外循环结构中,由于上分离器与换热器本体分开,物料沿切向进入上箱,利用离心力作用,使得颗
7、粒和液体之间分离更加容易,不易产生夹带现象。1外循环式液2固流化床换热器传热特点外循环式液2固流化床换热器是采用广义流态化技术在管程内实现固体颗粒循环运行的高效换热设备。由于固体颗粒随机而频繁地碰撞管壁内表面,实现使用过程中的自动防垢,同时增加了流体的湍流程度,特别是在层流时破坏了壁面的粘性底层,从而使对流传热过程得以高效强化。相对单相流体换热器,外循环式液2固流化床换热器传热系数可高出6倍。外循环式液2固流化床换热器的传热系数与多种因素有关,其中空隙率是非常重要的因素之一,寻找空隙率的变化规律对于换热器传热性能的研究具有重要意义。空隙率受许多因素影响
8、,文中主要针对外循环式液2固流化床换热器上升管和下降管中的空隙率在流量、喷嘴结构尺寸、颗粒大小
