流化床中圆柱状大块物的停留时间分布研究.pdf

《流化床中圆柱状大块物的停留时间分布研究.pdf》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、流化床中圆柱状大块物的停留时间分布研究（申请清华大学工学硕士学位）培养单位：热能工程系学科：动力工程及工程热物理研究生：易志成指导老师：李清海副教授二O一五年五月StudyonResidenceTimeDistributionofLargeCylindricalHeavyObjectinaFluidizedBedThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofScienceinPowerEngineeringandEngineerin

2、gThermophysicsbyYiZhichengThesisSupervisorAssociate:ProfessorLiQinghaiMay,2015摘要摘要垃圾焚烧流化床锅炉中的大块物影响炉内流化，不利于流化床锅炉的稳定安全运行，应该尽快将它们排出，研究大块物在炉内运动规律可以为流化床排渣设计提供理论参考。大块物在炉内的停留时间是大块物的排渣特性重要指标，本文通过ECT示踪实验和受力分析对影响单个重质圆柱形大块物停留时间的因素进行了系统的研究，并建立了适合大块物的停留时间分布模型。在带倾斜布风板（5°）和导向风帽的冷态鼓泡床ECT实验台上，通过大量的重复实验研究

3、了流化风速、大块物尺寸、形状、密度对圆柱形大块物停留时间分布的影响，对比了球形大块物和圆柱形大块物停留时间的区别。研究结果表明：单个圆柱形大块物在流化床内的停留时间分布曲线是正偏且有拖尾的，大块物平均停留时间越长，其停留时间分布越宽，峰值越小。同一大块物的停留时间分布的离散程度与其平均停留时间正相关。随着流化风速的增加，圆柱形大块物在床内平均停留时间先快速减小，后缓慢减小，最终趋于一个较小的值；随着流化风速的减小，圆柱形大块物在床内的平均停留时间先缓慢增加，后迅速增加，最终不能到达布风板低侧。随着大块物尺寸或密度的增加，圆柱形大块物停留时间均先减小后增加。球形与圆柱形大

4、块物停留时间随流化风速、大块物尺寸、密度变化的变化规律一致，但球形大块物在流化床内的停留时间明显大于同底径等高圆柱体的停留时间。实验条件范围内，大块物在床内紧贴布风板运动，不参与床内流化。根据大块物在床内的受力特征建立了大块物向布风板低侧运动的运动方程，给出了大块物从停滞到开始运动需要满足的受力不等式。在此基础上，结合流场作用力的特征，分析解释了大块物停留时间随流化风速、大块物尺寸、密度等因素变化规律的内在原因。采用移位对数正态分布模型、Gamma分布时滞模型，单参数扩散模型和正态分布模型对实验结果的停留时间分布进行描述，结果表明移位对数正态分布模型是四种模型中描述性能

5、最好的，且能够较为准确地描述停留时间分布的峰值，峰位置和正偏拖尾。本文研究成果可为流化床排渣设计提供理论参考。关键词：流化床；重质大块物；圆柱；停留时间；分布模型IAbstractAbstractLargeobjectsinmunicipalsolidwastefluidizedbedincineratoraffectfluidization,whichisbadforsafeandstableoperation.Theyshouldbedischargedassoonaspossi-ble.Studyonmotionbehaviorsinincineratorgive

6、atheoreticalreferenceforslag-offdesignoffluidizedbeds.Theresidencetime(RTD)ofsinglelargeobjectsinfluidizedbedisanimportantindicatorofslag-offcharacteristics.Inthisthesis,factorswhichin-fluenceRTDwerestudiedusingElectricalCapacitanceTomography(ECT)tracerex-perimentsandmechanicalanalysis,a

7、ndtheRTDmodelsuitforlargeobjectsinflui-dizedbedwasestablished.Theinfluencesofsuperficialgasvelocity,size,length-diameterratioanddensityoflargeobjectsonRTDoflargecylindricalobjectswereinvestigatedonacoldflui-dizedbedequippedwitha5°inclinedairdistributorandorientationaircup