片狀顆粒在流化床內(nèi)流化特性實驗研究及數(shù)值模擬.pdf

1、目前，化石能源消耗持續(xù)增加，我國的減排壓力形勢嚴峻。越來越多的非常規(guī)燃料用于鍋爐燃燒，如油頁巖、生物質(zhì)及生活垃圾等，其儲量豐富極為豐富，發(fā)展?jié)摿薮?。循環(huán)流化床燃燒技術（CFBC）具有良好的燃料適應性、低溫燃燒、低 SO2、NOx排放等優(yōu)點，為油頁巖燃燒、生物質(zhì)燃燒及垃圾焚燒等技術注入了新的活力。但是與煤不同的是，這些固體燃料顆粒破碎或擠壓成型后往往呈片狀或針狀，顆粒球形度較差，燃燒中容易出現(xiàn)溝流等流化不良現(xiàn)象，影響燃料燃燒。本文在一小

2、型冷態(tài)流化床實驗臺上，研究了不同粒徑、密度及布風板形式對片狀顆粒流化特性的影響，并采用雙流體模型對顆粒在流化床內(nèi)的氣固運動特性進行了三維數(shù)值模擬，數(shù)值模擬結果與實驗現(xiàn)象吻合良好，證明了所選模型的正確性。研究得到的結論如下：
　　通過冷態(tài)實驗研究發(fā)現(xiàn)：實驗測得臨界流化速度能夠與 Wen-Yu關聯(lián)式計算數(shù)據(jù)很好的吻合，并通過實驗數(shù)據(jù)擬合出適合計算片狀顆粒臨界流化速度的實驗關聯(lián)式；15°∧型布風板能夠增強顆粒橫向擴散，改善溝流等流化不良

3、現(xiàn)象；15°∧型布風板臨界流化速度較其余布風板??；∧型布風板在近壁處形成內(nèi)旋流，顆粒濃度達到峰值，顆粒易向一側聚集，傾角越大，這種趨勢越明顯，越容易造成翻床現(xiàn)象；因此，傾角較小的∧型布風板能夠有效改善片狀顆粒流化不良現(xiàn)象。
　　通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)：模擬的床層壓降值與實驗值吻合良好，說明了非球形顆粒曳力模型的準確性；片狀顆粒在流化床內(nèi)徑向分布呈中心區(qū)域低，邊壁區(qū)域高的“環(huán)-核”流動結構；顆粒的軸向速度分布呈中心區(qū)域速度為正顆粒向上流動