一、管型结构对提升管流动特性的影响（论文文献综述）
张彦骐[1]（2021）在《管翅式换热器中的管型优化及马蹄涡系统强度数值模拟研究》文中指出管翅式换热器被广泛应用于工业、商业设备及民用设备如发电厂、暖通设备及风洞中。换热器热工水力性能的提升有助于对环境、资源的保护以及碳排放的削减。通常情况下,管翅式换热器外侧流体为空气,且空气侧对流换热热阻占管翅式换热器总热阻的大部分。因此,已有许多学者研究了管翅式换热器空气侧的热工水力性能,并对换热器的几何参数等进行了优化。近年来,一些学者尝试利用异型管以进一步提升管翅式换热器的空气侧热工水力性能。同时,由于马蹄涡系统对管翅式换热器的流动阻力及换热能力有着显着的影响,一些学者亦研究了简单的管翅式换热器中的马蹄涡系统。然而,管形等参数对马蹄涡系统强度的影响仍有待深入研究。因此,本文通过数值模拟的手段详细研究了管形等参数对管翅式换热器中马蹄涡系统各涡旋强度的空间演化趋势的影响,并进一步对管形进行了优化以提升管翅式换热器的热工水力性能。交错排列的管翅式换热器的后排管落于前排管的尾流区中,而第一排与其他管排不同,其前方来流没有受换热器管侧流道的挤压加速。因此,本文对马蹄涡系统所处的管排数对马蹄涡系统中各涡旋系统强度空间演化的影响进行了研究。数值模拟的结果表明,所研究的管翅式换热器中具有最高强度的涡旋出现在第二排处,而后排管处的马蹄涡系统在离开尾流区时被高速主流明显增强。本文亦研究了雷诺数、管椭圆率及翅片距对马蹄涡系统强度及其对翅片表面的换热强化效果进行了研究。研究发现,马蹄涡系统强度随雷诺数及管椭圆率的下降而明显下降,但马蹄涡系统中更弱的涡旋的强度则降低的更快。同时,当管椭圆率和雷诺数变化时,马蹄涡系统主涡无量纲速度环量与雷诺数的乘积和对应的翅片表面强化换热区域局部平均努塞尔数呈明显的线性相关。而翅片距则对马蹄涡系统的强度、规模及涡旋与管壁间距离有着明显的影响。这些影响使得翅片距增大时,马蹄涡系统强化局部换热速率的效率更高。基于这些观察,本文还对异型管的迎风侧及背风侧椭圆率同时进行了优化。数值结果表明,最优的异型管的迎风侧椭圆率为0.5,而其背风侧椭圆率为0.2。相比于具有最佳表现的椭圆管管翅式换热器,使用这一最优异型管的管翅式换热器的平均换热系数高出2.8%,而其压降则降低了9.1%,显示出同时优化迎风侧及背风侧管形得到的异型管于实际换热器中应用的潜力。
章子健[2]（2020）在《高通量循环流化三床流动特性研究》文中研究表明高通量循环流化床具有高固体通量、高颗粒浓度的特征,可实现较高的煤气化反应强度和效率,对煤种适应性较好。耦合两个乃至多个反应器的循环流化床多床装置可用于煤热解-气化-燃烧、内在碳捕集气化-吸收剂再生等工艺,能够实现不同的化学反应过程和温度匹配,可有效降低污染物排放以及提高转化效率。本文通过数值模拟和实验手段,对一个提升管耦合两个下行床的高通量循环流化三床装置的气固流动特性进行研究。首先在下行双床串行充气结构的三床装置上开展实验,结果表明返料阀充气量对调节装置固体循环流率以及维持流化床内物料高度具有重要影响。然后将装置改为下行双床独立充气结构,开展气固流动数值模拟研究,确定返料阀的充气匹配关系和稳定运行范围。接着对实验装置结构进行改造,在双床独立充气的三床装置上开展气固流动实验,分析实验与数值模拟结果的异同。最后在以上研究的基础上,为获得更好的装置返料控制性能,采用数值模拟方法分析比较不同返料结构和充气位置对三床流动特性和调节性能的影响。在双床串行充气结构的三床装置上开展的气固流动实验,结果表明通过调节下L阀充气量可以控制下床及下立管的返料速率从而调节装置总体固体循环流率,而进一步调节上L阀充气量来使上、下两床来达到运行稳定,实验过程中达到的最大固体循环流率为180 kg/m2s。主要存在的问题是固体循环流率不够高、运行不稳定以及调节性能偏差,体现在上、下两流化床的料位难以长时间稳定平衡,当L阀充气量较大时上、下立管内均容易有“节涌”现象的产生。针对实验过程中发现的上述问题,将双床串行充气结构改为双床独立充气,采用计算颗粒流体力学模拟方法对新结构的三床全循环气固流动行为进行了数值模拟研究。得到了使装置稳定运行的上、下L阀充气量匹配关系,以及对应的固体循环流率变化范围,最大固体循环流率达到了 564kg/m2s。上L阀充气量与下L阀充气量线性相关,调解过程中下L阀充气量增长率为上L阀20倍左右,同时固体循环流率与L阀充气量线性相关度较高。随下L阀充气量的增大,提升管和上斜管的压降增大,下L阀压降减小,而其他部件的压降变化相对较小。当下L阀充气量过大时,装置运行稳定性下降,下立管开始出现节涌现象。比较了双床独立充气与串行充气结构的循环流化三床装置的气固流动特性,发现独立充气结构所达到的固体循环流率更高,调节性能更好。通过数值模拟分析比较了两床间不同连接管结构的循环流化三床气固流动行为,选择60°斜管角度和130 mm内径立管,有利于提高上立管的返料流率。依据以上模拟结果,将实验装置改造成双床独立充气结构,开展了气固流动实验,对模拟计算结果进行验证。实验中匹配地增大上、下L阀充气量,固体循环流率最高达到了 402kg/m2s。实验获得的稳定料位以及上、下L阀充气匹配变化规律与模拟结果基本吻合。上L阀充气量与下L阀充气量线性相关,但是所需的初始上L阀充气量较模拟结果大,在较大固体循环流率工况时下L阀充气量增长率为上L阀4倍左右。通过数值模拟分析了不同L阀充气位置以及J阀结构的循环流化三床装置的气固流动行为和返料阀调节性能。结果表明,上L阀充气位置选在转折处,下L阀充气位置选择在立管上离转折处2倍内径高度的调节性能较好。采用J阀可以进一步提高固体循环流率至650kg/m2s,同时具有更好的调节性能,但需要更大的充气量。
吴恺[3]（2020）在《柔性丝状颗粒在气流床内流动特性的实验与数值模拟研究》文中进行了进一步梳理气流床以其具有相间接触面积大,传热、传质条件好,物料输送灵活等优点而广泛应用于各种工业领域。柔性丝状颗粒（如化工纤维、牧草、烟丝、秸秆、木材纤维等）是一类常见的工业加工颗粒,其具有形状细长、材质柔软、各向异性、容易弯曲变形等特点,因此,其在气流床中受力、变形、转动和取向分布复杂,且易在与气相相互作用及颗粒间相互作用下形成絮团,导致气流床设备性能变差。柔性丝状颗粒在气流床中的运动构成了一个复杂的气固两相流动系统,目前国内外研究者对这类颗粒流动特性的研究并不深入,对床内丝状颗粒的运动规律、絮团的形成、发展、聚并及破碎的演化规律等认识很不充分,从而导致对其的基础研究远落后于工业生产的需求。基于以上背景,本文通过实验和数值模拟相结合的方法,对气流床内柔性丝状颗粒的流动特性进行了系统性研究。在实验研究中,为了观察和探索丝状颗粒在气流床中的微观运动轨迹及宏观规律,本文构建了由三维可视化的气流床系统和高速图像采集处理系统构成的气流床实验平台,提出了针对提升管横截面柔性丝状颗粒时均浓度的测量方法（单视场和双视场时均浓度三维重构法）和柔性丝状颗粒的跟踪测速方法（Flexible Filamentous PTV）,通过大量实验揭示了柔性丝状颗粒特征点的平移运动轨迹及颗粒在提升管中的浓度、速度分布规律,同时,获得了发生平移和非平移运动的颗粒的比率、气固质量流率比和颗粒雷诺数之间的经验关联式。此外,本文还研究了在不同操作条件下柔性丝状颗粒的稳定流化临界速度,得到了稳定流化临界速度曲线。丝状颗粒在气化床流动过程中容易形成团絮,为了对团絮的尺寸、形状等性质进行有效表征,本文构建了柔性丝状颗粒絮团的识别算法,对实验中所获取的图片进行了分析。针对不同颗粒絮团的形态和演化过程,本文提出了5种提升管中心区域典型的絮团结构（条形结构,倒U型结构,马鞍结构,不规则结构和微小絮团结构）和4种提升管边壁处典型的絮团结构（竖直条形结构、从边壁向中心延伸的絮团结构、球形絮团结构及复合絮团结构）,并分别描述了这些絮团的主要特征,全面揭示了不同类型絮团形成、发展、聚并直至破碎的演化规律。同时,利用单因素实验分析的方法,详细探讨了颗粒物性和操作条件对颗粒絮团特性（絮团尺寸、形状和内部颗粒体积分数分布）的影响。实验发现,颗粒含水率的增加会显着改变颗粒的柔韧性和粘性。随着柔性丝状颗粒长度或含水率的增加,絮团的平均等效直径增大,且大絮团的数量也显着增加。另外,随着絮团尺寸的增大,絮团内的平均颗粒体积分数先降低,然后趋于定值。为了获得实验研究难以获得的信息及深入挖掘丝状颗粒在气流床中的运动规律,本文在开展实验研究的同时平行开展了数值模拟研究。为了尽可能地贴近实际,本文对气固两相采用不同方法进行建模,气相采用CFD方法,颗粒相采用柔性丝状颗粒链模型,采用双向耦合的数值迭代方案,对不同操作条件（表观气速、颗粒质量流率）下,气流床提升管中颗粒的流动过程进行了模拟仿真。同时,为了准确反映柔性丝状颗粒的柔韧性,本文提出了柔性丝状颗粒链模型中弹力系数的校准方法,根据实验数据对弹力系数进行校准。此外,本文对模型的有效性进行了详细验证,结果表明,当表观气速较低时,提升管底部颗粒浓度的模拟值比实验值略小。尽管如此,该模型仍能给出较为真实可靠的轴向颗粒浓度分布、速度分布及颗粒停留时间的概率分布。作为对比,本文还采用球形颗粒模型模拟了柔性丝状颗粒的平均停留时间和停留时间分布的跨度,发现其结果均远小于实验值,可见,若采用球形颗粒模型来模拟柔性丝状颗粒的停留时间分布将会导致较大的误差,这进一步突出了柔性丝状颗粒链模型的优越性。对气流床内颗粒停留时间分布的模拟研究可有助于推断最终产品的一致性。一般而言,颗粒停留时间分布的跨度越小,则最终产品质量（如颗粒干燥或混合的均匀性、颗粒表面涂层薄厚的一致性等）的一致性越强;而颗粒停留时间分布的跨度越大,则最终产品的差异性越大。研究发现,当表观气速较小（3.82 m/s）时,颗粒停留时间概率密度曲线会出现两个极大值。此时,颗粒在气流床内形成环核结构,其中第二个极大值是由于颗粒的横向运动造成的。同时,颗粒停留时间概率密度函数的跨度随着表观气速的增加而减小。通过分析颗粒的最小停留时间,本文获得了颗粒加速区（acceleration zone）和完全发展区（fully developed zone）的过渡点。在完全发展区,随着提升管高度的增加,颗粒最小停留时间等比例增大。
吴迎亚[4]（2020）在《高密度循环流化床模型化研究》文中进行了进一步梳理高密度循环流化床（High-density circulating fluidized bed,简称“HDCFB”）具有更高的床层固含率和颗粒循环量增加了反应器的处理能力,保证了HDCFB中的传热及传质效果,使其在工业过程中具有良好的应用前景。在本课题组HDCFB实验研究的基础上,本文旨在通过模型化的手段来深入认识HDCFB系统稳定性操作条件,HDCFB提升管/下行床反应器的气固流动及反应特性,并初步探究HDCFB反应器的工业应用前景。首先,通过构建基于贝叶斯理论的不确定性分析方法来分析HDCFB系统的稳定性操作条件,利用Sobol指数来表征各“可操作变量”对循环流化床（Circulating fluidized bed,简称“CFB”）实现高密度稳定性操作的影响。并同低密度循环流化床（Low-density circulating fluidized bed,简称“LDCFB”）进行对比发现:实现高密度操作的关键是颗粒相的推动力。在此基础上,考察“可操作变量”的波动对高密度稳定操作的影响,发现控制伴床堆料高度的波动或维持伴床堆料高度的稳定是实现体系HDCFB稳定操作的关键所在。基于颗粒聚团对HDCFB提升管反应器进行模型化构建,通过HDCFB提升管反应器内气固流动结构分解,利用底层模拟结果实现方程封闭,建立适用于HDCFB体系的气固曳力模型,对HDCFB提升管反应器进行模拟并与实验结果进行对比,验证了模型的准确性。基于模拟结果,建立颗粒扩散系数计算方法和自适应颗粒聚团判断-追踪算法,分析颗粒的返混及颗粒聚团特性。发现对于LDCFB,HDCFB提升管反应器的环核结构逐渐消失,边壁区几乎不存在向下运动的颗粒,反应器内颗粒返混要低于LDCFB。在颗粒聚团方面,相对于LDCFB,HDCFB提升管反应器中更容易形成小尺寸颗粒聚团,且聚团数目更多,形状更接近球形。在已建立的适用于HDCFB提升管反应器的流动模型基础上,考虑颗粒聚团对反应的影响,建立适用于HDCFB提升管反应器的考虑颗粒聚团影响的反应修正模型。在此基础上,进一步探索HDCFB提升管反应的工业应用前景,对工业FCC过程的提升管反应器进行模拟研究。发现在高密度操作条件下,较高的颗粒浓度,意味着反应所需的温度降低,从而抑制热裂化反应、促进催化裂化反应,从而提高产品的选择性,提高汽油和液化气的产率,降低干气和焦炭的产率。基于颗粒聚团对HDCFB下行床反应器进行模型化构建,通过下行床反应器内颗粒聚团动态平衡模型,即求解进入和流出聚团内的颗粒数量的动态平衡方程,来计算出聚团的直径,构建基于颗粒聚团曳力模型,实现HDCFB下行床反应器气固流动模拟;在此基础上,利用聚团分布特性对HDCFB下行床反应器的反应模型进行修正,从而实现HDCFB下行床反应器反应特性的模拟,并将所建模型应用于下行床热解反应器,实现二元颗粒,包括煤颗粒和热载体颗粒的气固两相流动、混合、传热和煤热解反应过程的准确模拟。
孙志传[5]（2020）在《水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究》文中提出自上世纪七十年代初以来,重大环境问题的相继出现和能源供需矛盾的日益凸显,迫使世界各国采取严格的资源管理制度以解决能源利用效率不高和过度消耗等问题。然而,能效增长速率的降低和能源需求的稳定增长已经成为全球能源行业面临的重大挑战。目前,延伸表面是商业换热器设计所采用的主流强化传热技术,被用于提升换热器的换热性能并减小设备占地面积。作为最近兴起的三维表面强化换热管,涟漪纹管因其生产制造、日常运营和故障维修成本低廉且管道内部压损相对较低,展现出了优越的经济效益。其中,具有蛇鳞纹阻垢表面基底的新型涟漪纹管（1EHT管）具备更加广阔的发展前景。本文首先对现阶段表面强化换热管的研究进行综述,同时简要总结管内流动可视化的研究工作,并对当前涟漪纹管研究领域的不足之处展开讨论,随后对水平管内饱和对流换热高精度测试系统及其配套的流型可视化实验装置做出介绍。1EHT型涟漪纹管的复合表面结构通过非接触式光学轮廓仪进行测绘,由于涟漪纹管具有三维双侧强化表面,因而需要采用Wilson图解法测定测试管外环形通道内的水侧单相换热系数。测试管的内表面换热系数和主要实验参数的不确定度分别通过传热热阻模型和Moffat误差传递理论计算得到,实验台的热平衡分析和测试段的单相换热系数验证也先后被阐述。本文测试了外径为12.70 mm的光滑铜管和两根1EHTa型涟漪纹管的管内两相换热系数,换热工质为制冷剂R410A,流动沸腾和强迫对流冷凝的饱和温度分别为6℃和45℃。换热系数曲线随质量干度和质量流速变化,数据点对应的流型图像通过高速相机记录,并采用螺纹柱阴影示波法和条纹对比法识别管内流型。本文也介绍了水平管内对流冷凝和流动沸腾换热的主要流型,并使用Xtt-JG坐标图绘制每根测试管的两相流型图,进而阐述水平测试管内两相流型与实验换热系数之间的关联,同时从换热机理上讨论1EHTa型涟漪纹管内表面结构对饱和对流流型变化的影响,最终揭示新型涟漪纹管表面结构的强化换热机理。本文研究中使用MATLAB软件建立计算机脚本,对流型图像进行二值化处理以提取液面轮廓,结合圆管内气液两相分层流动模型,计算出了对应工况下的管内截面含气率,并将实验值与三个经典模型给出的预测值进行对比,从而提出全工况下适用于两根1EHTa型涟漪纹管的截面含气率预测模型。随后根据新型涟漪纹管的两相流型图提出相应的流型转变公式,最终建立适用于两根1EHTa型涟漪纹管管内对流冷凝和流动沸腾的换热系数预测模型。针对测试管进出口干度分别为0.2/0.8和0.8/0.2的大干度变化工况,通过实验详细研究了换热工质、管壁材质、运行参数和几何参数对1EHT型涟漪纹管内两相换热系数和摩擦压降的影响,并结合流型图对各实验变量的影响规律做出总结,为本领域的研究人员在研究其它类型的表面强化换热管时提供经验借鉴。
胡陈枢[6]（2019）在《流化床内流动、混合与反应的多尺度模拟研究》文中指出流化床是一种重要的工业反应器,在能源、化工、冶金等领域得到了广泛应用。流化床反应器内存在典型的稠密气固两相流反应过程,该过程具有多态（流动状态）、多尺度特点,并受到多参数（如操作参数、颗粒性质、几何结构等）、多物理场（如流场、传热场、反应场、附加场等）相互耦合作用,从而形成高度非线性的复杂时空演变特征。在流化床研究中,数值模拟能够以较低的成本,快速对不同的几何结构、运行工况进行评估,并以较高精度解析反应器内的气固流动细节,因此得到越来越多的使用。然而到目前为止,各模拟方法的可靠性仍然有待提升,对流化床气固流动规律的认识需要进一步深入。基于上述认识,本文旨在发展多尺度稠密气固两相反应流模拟方法,将CFD-DEM、Coarse-grained CFD-DEM、MP-PIC以及TFM四种主流方法从模拟冷态流动拓展到热态反应过程,对不同尺度流化床内气固流动、传热以及反应多场耦合过程进行预测,并利用一系列实验数据在不同流化床系统内对模型进行检验验证。基于上述方法,作者开展了以下几部分工作:第一部分中通过文献综述,对稠密气固两相流的不同模拟方法、重要子模型（曳力模型、碰撞模型）及其参数在不同流化条件（流态、颗粒类型、床体结构等）下的适用性（准确性、计算效率）进行了系统性评估。第二部分中对冷态流化床内进行了数值模拟研究,围绕介尺度结构（即鼓泡床中气泡与循环床中颗粒团）特性及其影响进行分析。研究了:（1）鼓泡床内不同气压下的埋管磨损行为;（2）循环床提升管内颗粒团时间演化机理与风速的影响。结果揭示了介尺度结构的演化机理与影响机制,反映了其在气固流动与混合中起到的关键作用。第三部分中对实验室热态流化床内的传热、热解、气化与燃烧过程进行模拟研究:（1）探究了喷动床中颗粒碰撞参数对流动与传热的影响,并揭示了其影响机制;（2）考察了鼓泡床生物质快速热解过程中反应颗粒尺寸/密度变化的影响,并对比了不同模拟方法在预测该过程时的异同;（3）研究了鼓泡床煤气化过程中操作参数（粒径、床温）的影响;（4）考察了鼓泡床内煤燃烧过程中二次风条件的影响,并深入分析了床内局部过热区的形成机制。上述研究着重探讨了流动、传热与燃烧过程的相互作用,以及气固混合在上述相互作用中发挥的影响。第四部分中将模拟尺度扩大到了工业尺度流化床,研究了工业300MWe循环流化床燃煤锅炉内的流动、传热与燃烧反应的耦合过程,并考察了给料方式的影响。
周冠文[7]（2019）在《加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟》文中提出以煤热解半焦燃烧为核心的加压双流化床煤分级转化技术具有工艺设备简单、反应条件温和、能源转化率高、对环境友好等特点,可用于煤炭资源的高效清洁利用。然而目前对于双流化床煤热解及半焦燃烧过程复杂的流体动力学规律以及化学反应规律掌握不够,其加压热解特性、半焦燃烧特性、反应机理及热解与燃烧反应耦合机理尚不明确,因此该项技术在工业上的应用存在焦油、煤气产率低,污染物排放高等问题。这些问题的存在为加压双流化床煤分级转化的反应器设计、放大、优化以及操作参数的选择和调整增加了难度。本文提出了一种流化床燃烧反应器和喷动流化床煤低温快速热解反应器耦合的加压双流化床煤分级转化装置,并在此基础上开展双流化床中加压煤热解及半焦燃烧特性研究。首先选取了三种煤,对比了不同煤种和半焦的基础物性,并对实验原料进行了分析与评价,依据着火点、粘结性指数、含油量、煤岩成分和灰渣特性等评价指标,选定了黑龙沟煤作为本课题的原料煤。在此基础上,采用热重质谱联用和加压热重等方法分析了煤热解与半焦燃烧过程,研究了热解气体组分在煤裂解过程中的析出规律及半焦燃烧过程中的相关燃烧特性,并进一步地研究了压力范围为0.10.5MPa下煤加压热解及半焦加压燃烧反应动力学特性。建立了加压煤分级转化的机理实验系统,并以选定的黑龙沟煤为研究对象,开展了不同热解温度（500700℃）、压力（0.10.5MPa）、气氛（氮气与煤气）和粒径（03mm与06mm）下的加压煤分级转化机理实验。并利用煤气分析仪、烟气分析仪、气相色谱分析仪、气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）、N2吸附和扫描电镜（SEM）测试及X射线衍射分析仪研究了上述参数对加压煤分级转化过程的油气特性、半焦燃烧的污染物排放规律以及相关固体产物如半焦、灰渣等的表面形貌和组成结构特性的影响规律。通过实验研究,发现在煤气气氛下,加压有助于提高焦油和半焦的产量,同时提高焦油和煤气的品质,且随着压力的增加,CO和CO2排放量增多,NO和SO2的排放量减少。设计并搭建了给煤量为50kg/h的加压煤分级转化中试试验平台,研究了煤在不同温度、不同压力和不同粒径等条件下热解产物（焦油、燃气和半焦）的产率及成分,考察了半焦在不同温度、不同压力、不同一二次风配比及不同粒径下污染物排放等特性,并以中试试验装置为依据,基于多相流质点网格（MP-PIC）法建立了加压喷动流化床煤热解和带有提升管的加压流化床半焦燃烧过程的欧拉-拉格朗日三维数理模型。基于所建立的模型,开展了加压煤分级转化反应器数值放大研究。初步设计了煤处理量为50万吨/年的喷动流化床煤热解反应器和半焦燃烧反应器,通过结构参数的影响规律研究,确定了两个反应器的最终结构尺寸,并在此基础上,开展了操作参数的影响规律研究,考察了操作压力、半焦与煤的质量比、燃烧器初始床高和粒径分布等参数对反应器运行特性的影响,为加压煤分级转化技术的工业应用提供了指导性建议。
李光越[8]（2019）在《基于亚格子尺度下两段串联提升管内气固两相流的数值模拟》文中研究说明目前我国各油田产出的重质油较多,轻质油较少,缺少为裂解等反应提供原料的油品。为了提高我国轻质油产量,工业上提出一种两阶段串联提升管催化裂化技术,来生产丙烯。掌握提升管内部流动规律不仅是反应器设计的基础,也是提高反应产量的关键。由于提升管内颗粒循环流率较大,内部流动十分复杂。因此本文对两段串联提升管内气固两相流动进行数值模拟,所得结果能够为实际生产提供一些参考。本文采用亚格子过滤双流体模型,对两阶段串联提升管内气固两相的流动进行数值模拟。首先对比运用Gidaspow、Wen-Yu、Filtered三种曳力模型所得到的模拟结果,发现亚格子过滤曳力模型能够捕捉到更多颗粒流动的细节,所得到的颗粒轴向体积分数分布与实验值最为接近,也证实了该模型的正确性。随着循环流率的增加,颗粒不断积累,逐渐从第一反应区进入第二反应区,第一反应区内逐渐形成稠密相与稀相区域,提升管颗粒轴向体积分数的分布逐渐形成S型。模拟结果显示镜面系数的值接近0时,模拟结果与实验值最为接近;随着颗粒直径的增加,单位时间内颗粒进入提升管内数量减少,颗粒间不易聚团而碰撞增多,颗粒拟温度增大。采用亚格子过滤模型详细对比了两阶段串联提升管与传统等径提升管内颗粒的流动规律,研究结果表明底部的扩径段可以增强颗粒的返混效应与气固间的相互作用。研究提升管第一反应区的几何结构对流动的影响发现:随着第一反应区直径的增加,颗粒的体积分数与停留时间随之增加,然而颗粒的轴向速度随之减小,提升管流型由湍流向快速流化态转变;增加第一个反应区的高度,颗粒在第一反应区的停留时间随之增加;由于颗粒体积分数以及第二反应区高度减小的原因,颗粒在第二反应区的停留时间呈现先增加后减小的趋势。
孟振亮[9]（2018）在《新型气固环流混合器内颗粒流动及混合特性的模拟研究》文中提出颗粒的流动与混合特性对传质、传热以及反应效率等具有重要影响。相较于鼓泡床,气固环流混合器中颗粒多次循环流动能够有效增强颗粒的对流、剪切与扩散作用,提高颗粒与颗粒之间的混合效率。然而,目前气固环流混合器的研究多集中于宏观的气固流动、传质、传热行为等,对混合器内局部流动、颗粒的混合特性及混合器结构对颗粒混合效果的影响还缺乏深入的认识。此外,混合器中颗粒沿径向的流动较弱、混合效率较低。本文提出了一种导流筒上带有槽孔的新型环流混合器结构,强化了颗粒沿径向的流动及混合,并对该混合器内颗粒的流动及混合特性进行了考察。本文首先采用欧拉-欧拉模型建立了三维流体力学模拟方法,对一种新型导流筒结构的环流混合器内颗粒流动特性进行考察。通过不同模拟参数下的预测值与实验数据进行对比,确定了网格尺度、曳力模型、镜面反射系数以及初始藏量等关键模拟参数。结果表明:与传统均匀化曳力模型相比,基于结构的能量最小化多尺度模型（EMMS）能够更准确的预测实验数据;镜面反射系数为0.5、壁面碰撞恢复系数为0.9以及藏料量为58 kg时,模拟预测数据与实验结果更加接近。采用建立的流体力学模拟方法,考察了导流筒上带有槽孔的新型环流混合器内不同操作条件下颗粒流动特性及混合特性。结果表明,导流筒上开槽之后,槽孔所在截面的压力在导流筒内>槽孔附近>环隙区,有效促进了颗粒在水平截面上的流动与混合。混合器底部区、下料管出口,槽孔所在截面以及气固分离区存在颗粒逆流或者错流接触,形成了环流混合器内多个高效颗粒混合区。在混合器底部,大约5%的板式分布器气体窜入环隙,将近83%的环形分布器气体进入导流筒。随着表观气速的增加,颗粒循环强度增大,但通过槽孔流入环隙的颗粒量比例下降。本文进一步优化了混合器内下料管结构以及开槽高度,结果表明,下料管直径Sc/Sd=0.112、出口高度为0.558 m,槽孔位于0.9 hd时,颗粒总的循环量较大,有利于强化颗粒的混合。优化后的环流混合器内,最终颗粒混合均匀指数可达0.99以上,并且随气速及进料量的变化较小。为了简化新型环流混合器结构,对比分析了导流筒上不开槽孔的环流混合器、非强制环流混合器以及自由床混合器内流体力学特性及颗粒混合特性。结果表明,导流筒上无槽孔时,颗粒在水平截面上的流动及混合较弱。非强制环流混合器内,颗粒有序循环流动较弱,甚至不能形成有效环流,中心区与边壁区之间存在颗粒交换及混合行为,但混合强度较低。与气固环流混合器相比,非强制环流混合器以及自由床内颗粒循环流动较弱,易产生偏流、沟流,颗粒混合效率下降。考察了工业规模环流混合器内流体力学特性及颗粒混合特性,发现工业环流混合器存在颗粒对下料管壁的磨损、下料管窜气、偏流等问题,严重影响了混合器内颗粒的流动及混合性能。本文提出了一种带有锥形挡板的新型下料管出口结构,结果表明,安装有1.11Dc挡板的混合器内,窜气基本消除,偏流明显改善,循环质量流量提高62.5%。最终优化后的工业环流混合器内,混合均匀指数可达0.996,实现了冷、热颗粒的高效混合。
苏鲁书[10]（2018）在《底部预提升对循环流化床反应器循环量的影响》文中指出对两段提升管催化裂解多产丙烯（TMP）等低碳烯烃工艺而言,最终的产品分布不仅取决于提升管内均匀的流动结构,而且与颗粒循环强度密切相关。特定操作条件下,提高预提升的颗粒提升效果,突破现有装置中所遇到的循环量“瓶颈”,实现循环流化床内大循环量、高颗粒密度的流化状态,成为近年来循环流化床技术发展的重要方向。本研究以催化裂化平衡剂为固体介质、常温空气作为流化气体,在有机玻璃制成的冷态模拟装置上研究了操作条件以及预提升出口位置对循环流化床颗粒循环量、颗粒浓度分布等流动行为的影响,并探讨了产生这种影响的原因。结果表明,随着操作气速的升高,流动压降降低,颗粒循环速率提高;伴床及蝶阀通过提供足够的压力支持提升管内的两相流动,增加颗粒贮量或减小蝶阀压降可有效提高系统内循环量;该装置内颗粒浓度沿轴向可以用下浓上稀的单调指数函数分布,而沿径向可以用环核结构来描述;预提升出口与下料斜管上沿相平齐时,高速射流形成的真空破坏了颗粒的向下流动,改变了气、固相交汇点处的流动结构,提高了下料推动力。本文详细分析了气力输送中的压力平衡,考察了底部气体返混及操作流型对颗粒循环速率的影响,同时描绘了提升管预提升段内微观气固流动结构;重点对比研究了不同预提升高度下系统循环量的变化情况以及提升管底部和喷嘴附近气固流动行为的差异。结果表明,预提升气和喷嘴进气是颗粒向上输送的重要推动力,预提升段内气体多次形成逆流接触,内循环流动和局部涡流作用有效促进了颗粒沿径向混合;预提升高度的降低可以强化颗粒输送的“接力”作用,喷嘴附近气固接触状况也更佳。结合工业生产应用,本文对比研究了两种不同预提升结构对系统循环量的影响以及提升管中宏观和微观流动行为差异。结果表明,立管结构提升管和莲蓬头结构提升管颗粒循环量存在明显的差别,立管结构提升管中颗粒流通截面积增加,进口阻力减少,系统循环量整体上高于莲蓬头结构,而且这种循环量差异在伴床高供料强度下更加明显;由于莲蓬头进口结构的强约束作用,相同操作条件下其底部颗粒浓度高于立管结构;在提升管底部区域,莲蓬头结构提升管中径向不均匀指数以及间歇性指数均高于立管结构,说明采用莲蓬头式分布器导致局部颗粒湍动剧烈的同时,气体与颗粒以及颗粒之间的作用力分布也更不均匀;瞬时颗粒浓度信号分析及概率密度分布结果表明,虽然底部采用莲蓬头式分布器可在一定程度上抑制气固分离现象,但整体流动结构未发生根本变化。
二、管型结构对提升管流动特性的影响（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、管型结构对提升管流动特性的影响（论文提纲范文）
（1）管翅式换热器中的管型优化及马蹄涡系统强度数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 管翅式换热器概述 |
| 1.1.2 马蹄涡系统概述 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 管翅式换热器强化换热的研究现状 |
| 1.2.2 管翅式换热器管型优化的研究进展 |
| 1.2.3 管翅式换热器中流动结构的研究进展 |
| 1.2.4 管翅式换热器中涡旋系统强度的研究方法 |
| 1.2.5 待解决的问题 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 管翅式换热器数值模型的建立及涡识别技术简介 |
| 2.1 几何模型 |
| 2.2 数值方法 |
| 2.3 边界条件 |
| 2.4 网格独立性及模型验证 |
| 2.5 参数定义 |
| 2.6 Rortex涡识别技术 |
| 第三章 不同管排数处马蹄涡系统的空间演化及雷诺数的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 管翅式换热器数值模型 |
| 3.3 马蹄涡强度的确定 |
| 3.4 四排圆管管翅式换热器中马蹄涡系统强度的空间演化 |
| 3.5 雷诺数对马蹄涡系统强度的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 管形及翅片距对马蹄涡系统强度的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两排管翅式换热器数值模型 |
| 4.3 管翅式换热器中表征马蹄涡系统的特征长度 |
| 4.4 管形对管翅式换热器中马蹄涡系统涡旋强度的影响 |
| 4.5 翅片距对管翅式换热器中马蹄涡系统涡旋强度的影响 |
| 4.6 不同翅片距对马蹄涡系统强化翅片表面换热的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 提高管翅式换热器热工水力性能的异型管形优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 四排异型管管翅式换热器的数值模型 |
| 5.3 迎风侧及背风侧管椭圆率对管翅式换热器流动阻力特性的影响 |
| 5.4 迎风侧及背风侧管椭圆率对管翅式换热器换热性能的影响 |
| 5.5 管形对管翅式换热器综合性能的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士期间取得的学术成果 |
（2）高通量循环流化三床流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多床工艺的研究现状 |
| 1.2.2 高通量循环流化床的研究现状 |
| 1.2.3 返料阀的研究现状 |
| 1.2.4 气固流动模拟方法 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 双床串行充气的循环流化三床气固流动实验 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 实验数据处理 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 上、下L阀充气量关系 |
| 2.3.2 固体循环流率与L阀充气量的关系 |
| 2.3.3 循环回路压力分布情况 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 循环流化三床气固流动数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算颗粒流体力学数学模型 |
| 3.2.1 控制方程 |
| 3.2.2 曳力模型 |
| 3.3 几何结构及模拟设置 |
| 3.3.1 几何结构 |
| 3.3.2 模拟设置 |
| 3.4 网格无关性分析 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 运行工况调节分析 |
| 3.5.2 稳定充气工况匹配关系 |
| 3.5.3 变工况下立管内气固流动状态 |
| 3.5.4 循环回路中压力分布 |
| 3.5.5 反应器内气固流动流型 |
| 3.6 串行和独立充气结构对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 双床独立充气的循环流化三床气固流动实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置改造 |
| 4.2.1 连接管角度对比 |
| 4.2.2 连接管管径对比 |
| 4.2.3 连接位置 |
| 4.3 实验过程 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 L阀充气量与固体循环流率的关系 |
| 4.4.2 实验与模拟结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 返料阀结构对循环流化三床气固流动特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 L阀充气位置的影响 |
| 5.3 双J阀返料特性研究 |
| 5.3.1 稳定运行工况匹配调节 |
| 5.3.2 调节特性的比较 |
| 5.3.3 压力平衡分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）柔性丝状颗粒在气流床内流动特性的实验与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 柔性丝状颗粒流动特性的国内外研究现状 |
| 1.2.1 柔性丝状颗粒流动参数测量方法的研究 |
| 1.2.2 柔性丝状颗粒在流场中流动规律的研究 |
| 1.2.3 柔性丝状颗粒流动特性研究存在问题的综合评述 |
| 1.3 本课题的技术路线 |
| 1.4 本课题的研究内容 |
| 1.4.1 实验研究 |
| 1.4.2 数值模拟 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 柔性丝状颗粒在气流床提升管内浓度分布规律的实验研究 |
| 2.1 气流床实验系统 |
| 2.1.1 实验系统及实验流程 |
| 2.1.2 实验测量系统 |
| 2.1.3 实验物料特性 |
| 2.2 实验操作条件 |
| 2.3 稳定流化临界速度 |
| 2.4 柔性丝状颗粒浓度分布 |
| 2.4.1 柔性丝状颗粒横截面浓度分布 |
| 2.4.2 柔性丝状颗粒在高度方向的浓度分布 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柔性丝状颗粒在气流床提升管内运动特性的实验研究 |
| 3.1 柔性丝状颗粒跟踪测速法 |
| 3.1.1 柔性丝状颗粒上的特征点 |
| 3.1.2 特征点的运动 |
| 3.1.3 发生平动和非平移运动的柔性丝状颗粒的比率 |
| 3.2 粒子图像测速法 |
| 3.3 误差及局限性分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 特征点的平移运动轨迹 |
| 3.4.2 颗粒发生平移和非平移运动的比率 |
| 3.4.3 颗粒平动速度分布统计 |
| 3.4.4 柔性丝状颗平动速度随时间的变化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 气流床内柔性丝状颗粒絮团的演化规律及其特性的实验研究 |
| 4.1 柔性丝状颗粒絮团识别及分析方法 |
| 4.1.1 柔性丝状颗粒的提取 |
| 4.1.2 .二值化 |
| 4.1.3 絮团识别方法 |
| 4.1.4 絮团形状特征分析 |
| 4.2 气流床内柔性丝状颗粒絮团的结构及其演变规律 |
| 4.2.1 提升管横截面中心区域典型的絮团结构 |
| 4.2.2 提升管边壁处典型的絮团结构 |
| 4.3 柔性丝状颗粒絮团的特性 |
| 4.3.1 操作条件对絮团特性的影响 |
| 4.3.2 颗粒物性对絮团特性的影响 |
| 4.3.3 絮团内部颗粒体积分数 |
| 4.3.4 柔性丝状颗粒絮团经验关联式 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 气流床提升管内柔性丝状颗粒流动的数值模拟方法 |
| 5.1 数理模型 |
| 5.1.1 颗粒相 |
| 5.1.2 气相 |
| 5.1.3 柔性丝状颗粒受到的曳力 |
| 5.1.4 模型的数值求解过程 |
| 5.1.5 颗粒停留时间分布 |
| 5.2 数值模拟对象 |
| 5.2.1 物理模型 |
| 5.2.2 模拟参数的选择 |
| 5.3 模型参数的校准和模型验证 |
| 5.3.1 模型中小球间弹力系数的校准 |
| 5.3.2 颗粒相的运动 |
| 5.3.3 动力学特性 |
| 5.3.4 颗粒停留时间分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 气流床提升管内柔性丝状颗粒流动特性的数值模拟研究 |
| 6.1 柔性丝状颗粒分布特性研究 |
| 6.1.1 表观气速对柔性丝状颗粒的分布特性的影响 |
| 6.1.2 颗粒质量流率对柔性丝状颗粒的分布的影响 |
| 6.2 柔性丝状颗粒轴向速度分布 |
| 6.3 柔性丝状颗粒停留时间分布 |
| 6.3.1 表观气速对颗粒停留时间分布的影响 |
| 6.3.2 颗粒质量流率对颗粒停留时间分布的影响 |
| 6.3.3 提升管高度对颗粒停留时间分布的影响 |
| 6.4 气相场流动特性 |
| 6.4.1 气相速度及空隙率分布 |
| 6.4.2 压力场分布 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.1.1 实验研究 |
| 7.1.2 数值模拟研究 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文及研究成果 |
| 致谢 |
（4）高密度循环流化床模型化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 CFB技术发展 |
| 1.2 HDCFB提升管反应器气固流动及反应特性 |
| 1.2.1 LDCFB提升管气固流动特性 |
| 1.2.2 HDCFB提升管气固流动特性 |
| 1.2.3 颗粒聚团特性 |
| 1.2.4 反应特性 |
| 1.3 HDCFB下行床反应器气固流动和反应特性 |
| 1.3.1 气固流动特性 |
| 1.3.2 颗粒聚团特性 |
| 1.3.3 反应特性 |
| 1.4 HDCFB数值模拟研究 |
| 1.4.1 数值模拟方法 |
| 1.4.2 HDCFB提升管模拟研究 |
| 1.4.3 HDCFB下行床模拟研究 |
| 1.5 文献综述小结 |
| 1.6 本文研究任务 |
| 第2章 HDCFB系统稳定性操作分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 HDCFB实验装置 |
| 2.3 基于贝叶斯理论的不确定性分析方法 |
| 2.3.1 不确定性分析方法 |
| 2.3.2 全局敏感性分析方法 |
| 2.4 代理模型建立与验证 |
| 2.5 影响因素全局敏感性分析 |
| 2.6 影响因素的不确定性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 HDCFB提升管反应器气固流动特性模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 双流体模型 |
| 3.3 气固曳力模型 |
| 3.3.1 曳力模型分析 |
| 3.3.2 曳力模型构建 |
| 3.3.3 基于颗粒聚团的稀相区曳力模型 |
| 3.3.4 基于颗粒聚团的密相区曳力模型 |
| 3.3.5 基于CFD-DEM的颗粒聚团特性关联模型的建立 |
| 3.4 颗粒作用力模型 |
| 3.4.1 传统颗粒作用力模型 |
| 3.4.2 基于颗粒聚团的颗粒间作用力模型 |
| 3.5 模拟对象及工况 |
| 3.6 气固流动特性 |
| 3.6.1 模型验证 |
| 3.6.2 宏观流动特性 |
| 3.6.3 颗粒返混特性 |
| 3.6.4 颗粒聚团特性 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 HDCFB提升管反应器反应特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组分传递和反应模型 |
| 4.3 基于聚团修正的反应模型 |
| 4.4 反应模型验证 |
| 4.5 HDCFB提升管反应器的工业应用 |
| 4.5.1 集总动力学模型构建 |
| 4.5.2 气固流动、传热及反应综合数学模型 |
| 4.5.3 模拟设置 |
| 4.5.4 流动及反应规律 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 HDCFB下行床反应器气固流动及反应特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CFB下行床气固流动特性模拟研究 |
| 5.2.1 数学模型 |
| 5.2.2 曳力模型构建 |
| 5.2.3 曳力模型验证 |
| 5.2.4 气固流动特征 |
| 5.2.5 颗粒停留时间 |
| 5.3 HDCFB下行床气固流动特性研究 |
| 5.3.1 HDCFB下行床曳力模型的推广 |
| 5.3.2 HDCFB下行床中颗粒聚团 |
| 5.3.3 HDCFB下行床曳力模型验证 |
| 5.3.4 HDCFB下行床气固流动特性 |
| 5.4 HDCFB下行床反应特性研究 |
| 5.4.1 基于颗粒聚团反应模型的修正 |
| 5.4.2 反应模型的验证 |
| 5.5 下行床反应器工业应用 |
| 5.5.1 流动模型的验证 |
| 5.5.2 传热模型的验证 |
| 5.5.3 煤热解动力学 |
| 5.5.4 下行床煤热解反应器的流动-传热-反应特性 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号说明 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热技术的发展 |
| 1.2 表面强化换热管的研究进展 |
| 1.2.1 二维表面强化换热管 |
| 1.2.2 三维表面强化换热管 |
| 1.3 管内流动可视化研究进展 |
| 1.4 当前研究领域的不足 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 2 实验系统及方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换热测试系统及装置 |
| 2.2.1 水平管内两相流动换热测试系统 |
| 2.2.2 实验测试仪器 |
| 2.2.3 实验换热工质 |
| 2.2.4 新型涟漪纹表面 |
| 2.2.5 表面轮廓测绘技术 |
| 2.3 流动可视化装置及后处理 |
| 2.3.1 管内流型采集装置 |
| 2.3.2 管内流型观测方法 |
| 2.3.3 管内流型图像的后处理 |
| 2.4 实验数据处理 |
| 2.4.1 换热数据处理 |
| 2.4.2 威尔逊图解法 |
| 2.4.3 压降数据处理 |
| 2.5 实验误差分析 |
| 2.6 实验台热平衡测试 |
| 2.7 实验台可靠性验证 |
| 2.7.1 单相换热系数验证 |
| 2.7.2 单相摩擦压降验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 涟漪纹管内对流冷凝换热机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水平管内截面含气率评估 |
| 3.3 水平管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.1 光滑管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.2 涟漪纹管内对流冷凝流型分析 |
| 3.4 涟漪纹管的对流冷凝换热性能 |
| 3.5 涟漪纹管的对流冷凝换热模型 |
| 3.5.1 光滑管冷凝换热模型的评估 |
| 3.5.2 涟漪纹管冷凝换热流型的转变公式 |
| 3.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 涟漪纹管内流动沸腾换热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平管内截面含气率评估 |
| 4.3 水平管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.1 光滑管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.2 涟漪纹管内流动沸腾流型分析 |
| 4.4 涟漪纹管的流动沸腾换热性能 |
| 4.5 涟漪纹管的流动沸腾换热模型 |
| 4.5.1 光滑管沸腾换热模型的评估 |
| 4.5.2 涟漪纹管沸腾换热流型的转变公式 |
| 4.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 涟漪纹管的单管换热性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 换热工质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.3 管径对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.4 饱和温度对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.5 管壁材质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.6 涟漪状突起的大小对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.7 涟漪状突起的方向对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）流化床内流动、混合与反应的多尺度模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 术语表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.0 流化床研究背景 |
| 1.1 流态化基本原理 |
| 1.2 稠密气固两相流数值模拟方法 |
| 1.3 流化床模拟研究现状 |
| 1.3.1 研究对象从简单到复杂 |
| 1.3.2 模拟与工程应用紧密结合 |
| 1.3.3 重视介尺度现象 |
| 1.3.4 重视气固混合 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 稠密气固两相反应流模拟方法与模型 |
| 2.0 前言 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.1.1 气相控制方程 |
| 2.1.2 固相控制方程 |
| 2.1.3 气固相间动量作用 |
| 2.1.4 颗粒碰撞模型 |
| 2.1.5 传热模型 |
| 2.1.6 多物理模型 |
| 2.1.7 插值方法 |
| 2.2 结论 |
| 参考文献 |
| 第三章 气固流化床多尺度模拟方法综述 |
| 3.0 前言 |
| 3.1 模拟方法评估 |
| 3.1.1 方法准确性 |
| 3.1.2 方法计算效率 |
| 3.2 模型与参数敏感性 |
| 3.2.1 曳力模型 |
| 3.2.2 碰撞模型与参数 |
| 3.2.3 多粒径流化床模拟方法评估 |
| 3.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第四章 加压鼓泡流化床中埋管磨损机理研究 |
| 4.0 前言 |
| 4.1 研究方法 |
| 4.2 研究工况 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.4 埋管对流化特性的影响 |
| 4.5 操作压力对时均气固流动的影响 |
| 4.6 颗粒床内循环特性 |
| 4.7 压力对颗粒拟温度的影响 |
| 4.8 埋管磨损分析 |
| 4.9 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 循环床提升管中颗粒团时间演化机理研究 |
| 5.0 前言 |
| 5.1 研究工况 |
| 5.2 模型验证 |
| 5.3 气固流动特征 |
| 5.4 颗粒团时间演化机理 |
| 5.5 表观气速的影响 |
| 5.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第六章 喷动床内流动与传热过程中颗粒碰撞属性敏感性分析 |
| 6.0 前言 |
| 6.1 研究工况 |
| 6.2 模型验证 |
| 6.3 颗粒碰撞属性的影响 |
| 6.3.1 恢复系数影响 |
| 6.3.2 摩擦系数影响 |
| 6.3.3 滚动摩擦系数影响 |
| 6.4 壁面效应 |
| 6.5 颗粒碰撞属性对传热的影响 |
| 6.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第七章 生物质快速热解反应器内缩粒模型与操作条件影响 |
| 7.0 前言 |
| 7.1 研究方法 |
| 7.2 研究工况 |
| 7.3 模型验证 |
| 7.4 反应器内整体气固特性 |
| 7.5 缩粒模型参数影响 |
| 7.6 表观气速的影响 |
| 7.7 刚度系数影响 |
| 7.8 结论 |
| 参考文献 |
| 第八章 欧拉-欧拉与欧拉-拉格朗日方法预测流化床内反应过程的比较研究 |
| 8.0 前言 |
| 8.1 研究工况 |
| 8.2 模型验证 |
| 8.3 反应器内整体气固特性 |
| 8.4 生物质颗粒运动 |
| 8.5 生物质颗粒传热 |
| 8.6 反应产物预测 |
| 8.7 结论 |
| 参考文献 |
| 第九章 基于粗粒化方法的鼓泡床气化反应模拟研究 |
| 9.0 前言 |
| 9.1 研究方法 |
| 9.2 研究工况 |
| 9.3 模型验证 |
| 9.4 反应器总体气固特性 |
| 9.5 操作参数对气化过程影响 |
| 9.5.1 化学反应空间分布 |
| 9.5.2 气体混合 |
| 9.5.3 固相混合 |
| 9.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第十章 鼓泡床内煤燃烧过程二次风条件的影响 |
| 10.0 前言 |
| 10.1 研究方法 |
| 10.2 研究工况 |
| 10.3 模型验证 |
| 10.4 煤燃烧过程的时空特性分析 |
| 10.5 二次风条件的影响 |
| 10.6 结论 |
| 参考文献 |
| 第十一章 大型循环流化床反应器的MP-PIC模拟 |
| 11.0 前言 |
| 11.1 循环床煤气化过程 |
| 11.1.1 研究工况 |
| 11.1.2 模拟验证 |
| 11.1.3 粒径分布对模拟结果的影响 |
| 11.2 300MW循环流化床锅炉模拟 |
| 11.2.1 研究工况 |
| 11.2.2 反应模型 |
| 11.2.3 模型验证 |
| 11.2.4 气固流动特性 |
| 11.2.5 燃烧过程 |
| 11.2.6 给煤方式的影响 |
| 11.3 结论 |
| 参考文献 |
| 第十二章 全文总结与展望 |
| 12.0 全文总结 |
| 12.1 本文主要创新点 |
| 12.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及其他成果 |
| 一、SCI收录论文 |
| 二、EI收录论文 |
| 三、会议论文 |
| 四、在投/已完成SCI论文 |
| 五、作为主要参加者参加的国家级和省部级项目 |
| 六、获得奖项 |
（7）加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤炭资源分级转化技术的应用现状 |
| 1.2.2 煤加压热解研究现状 |
| 1.2.3 半焦加压燃烧研究现状 |
| 1.2.4 综合评述 |
| 1.3 课题研究思路和目标 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.4 课题的研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 煤加压热解及其半焦燃烧的动力学特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.2.1 实验用煤 |
| 2.2.2 热解半焦 |
| 2.2.3 煤与半焦的评价方法 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验内容 |
| 2.3.2 热解及燃烧过程的评价指标 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 实验原料的评估 |
| 2.4.2 煤与半焦的常压热重实验 |
| 2.4.3 煤与半焦的加压热重实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 加压煤低温热解及半焦燃烧的机理实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验内容与实验方法 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验装置及实验过程 |
| 3.2.3 实验方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 产率及污染物排放特性 |
| 3.3.2 油气特性 |
| 3.3.3 半焦及灰渣特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 加压双流化床煤分级转化的中试试验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验装置及方法 |
| 4.2.1 试验装置 |
| 4.2.2 试验物料 |
| 4.2.3 试验内容 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 加压煤热解试验 |
| 4.3.2 加压半焦燃烧试验 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第五章 中试规模加压双流化床煤分级转化过程的数值模拟 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算方法与模型 |
| 5.2.1 计算模型 |
| 5.2.2 计算方法 |
| 5.3 计算结果与模型验证 |
| 5.3.1 加压煤热解 |
| 5.3.2 加压半焦燃烧 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 加压双流化床煤分级转化的数值放大研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 加压喷动流化床煤热解反应器的数值放大研究 |
| 6.2.1 工业尺度喷动流化床反应器的工艺要求 |
| 6.2.2 计算方法与反应器初步设计 |
| 6.2.3 典型工况的模拟结果 |
| 6.2.4 结构参数的影响规律 |
| 6.2.5 操作参数的特性研究 |
| 6.3 加压流化床半焦燃烧反应器的数值放大研究 |
| 6.3.1 工业尺度燃烧反应器的工艺要求 |
| 6.3.2 结构参数的确定 |
| 6.3.3 操作参数的影响规律 |
| 6.4 工业装置的整体评价 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究内容和结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 进一步研究展望 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间论文发表情况 |
| 项目资助/基金 |
| 致谢 |
（8）基于亚格子尺度下两段串联提升管内气固两相流的数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 提升管内气固两相流的流动规律 |
| 1.2.1 传统等径提升管内气固两相流动规律的研究 |
| 1.2.2 变径提升管内气固两相流动规律的研究 |
| 1.3 几何结构对气固两相流动规律的影响 |
| 1.3.1 提升管内加入内置构件 |
| 1.3.2 优化提升管出口结构 |
| 1.3.3 组合构造新型提升管 |
| 1.3.4 其他结构的流化床 |
| 1.4 气固两相间的曳力研究 |
| 1.4.1 各向同性曳力模型 |
| 1.4.2 各向异性曳力模型 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 亚格子过滤模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 控制方程 |
| 2.2.1 连续性方程 |
| 2.2.2 颗粒动理学方程 |
| 2.3 曳力模型 |
| 2.3.1 各向同性曳力模型 |
| 2.3.2 亚格子过滤模型: |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 两阶段串联提升管内气固两相流动的数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟 |
| 3.2.1 几何模型 |
| 3.2.2 边界条件与数值模拟 |
| 3.3 模拟结果与分析 |
| 3.3.1 不同曳力模型对气固两相流动的影响 |
| 3.3.2 颗粒的循环流率对气固两相流动的影响 |
| 3.3.3 镜面系数对气固两相流动的影响 |
| 3.3.4 颗粒粒径对气固两相流动的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 不同几何结构下串联提升管内气固两相流动的数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 两阶段串联提升管与等径提升管内颗粒流动的比较 |
| 4.3 提升管第一反应区直径对气固两相流动的影响 |
| 4.4 提升管第一反应区高度对气固两相流动的影响 |
| 4.5 提升管两反应区高度的比例对气固两相流动的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
（9）新型气固环流混合器内颗粒流动及混合特性的模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 环流反应器 |
| 1.1.1 环流反应器的类型 |
| 1.1.2 气固环流反应器 |
| 1.2 气固环流反应器中的流体力学特性 |
| 1.2.1 床层固含率 |
| 1.2.2 内循环量 |
| 1.2.3 底部窜气现象 |
| 1.3 流化床内的颗粒混合特性 |
| 1.3.1 循环流化床和下行床内的颗粒混合 |
| 1.3.2 湍动床与鼓泡床内的颗粒混合 |
| 1.3.3 环流反应器中的颗粒混合 |
| 1.4 颗粒混合的测量技术 |
| 1.5 流化床内的多尺度行为及模拟 |
| 1.5.1 介尺度流动结构 |
| 1.5.2 CFD模拟方法 |
| 1.5.3 多尺度模拟 |
| 1.6 文献综述小结 |
| 第2章 实验装置、内容、方法及气固两相流动模型的建立 |
| 2.1 实验装置、内容及方法 |
| 2.1.1 实验装置及流程 |
| 2.1.2 混合器结构 |
| 2.1.3 实验介质及操作条件 |
| 2.1.4 测点布置 |
| 2.1.5 测量仪器及测试方法 |
| 2.2 环流混合器内气固两相流动模型的建立 |
| 2.2.1 模拟设置 |
| 2.2.2 关键模拟参数的选择 |
| 2.2.3 冷、热颗粒混合模拟 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 气固环流混合器内颗粒流动及混合特性 |
| 3.1 混合器流动分区及坐标示意图 |
| 3.2 预混区内的流体力学特性 |
| 3.2.1 预混区内的固含率分布 |
| 3.2.2 预混区内颗粒速度分布 |
| 3.3 中心下料管内的流体力学特性 |
| 3.3.1 中心下料管内的固含率分布 |
| 3.3.2 中心下料管内的颗粒速度分布 |
| 3.4 环流混合区内的流体力学特性 |
| 3.4.1 环流混合区内的压力分布 |
| 3.4.2 环流混合区各流动区域内的固含率分布 |
| 3.4.3 环流混合区各流动区域内颗粒速度分布 |
| 3.4.4 环流混合器内底部及槽孔处的窜气现象 |
| 3.4.5 环流混合区循环强度 |
| 3.5 气固环流混合器不同结构参数对流体力学的影响 |
| 3.5.1 导流筒高度对流体力学性能的影响 |
| 3.5.2 中心下料管尺寸对流体力学性能的影响 |
| 3.5.3 不同槽孔位置对流体力学性能的影响 |
| 3.6 环流混合器内颗粒混合特性 |
| 3.6.1 不同区域颗粒温升分布 |
| 3.6.2 不同区域时均颗粒无因次温度分布 |
| 3.6.3 不同区域颗粒混合指数 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 不同混合器内颗粒流动特性及混合特性对比 |
| 4.1 不同结构气固环流混合器内的流体力学特性 |
| 4.1.1 床层压力的对比 |
| 4.1.2 床层密度的对比 |
| 4.1.3 颗粒速度的对比 |
| 4.2 非强制环流混合器内流体力学特性 |
| 4.2.1 固含率分布特性 |
| 4.2.2 颗粒速度分布特性 |
| 4.3 不同混合器内流体力学特性的对比 |
| 4.3.1 固含率分布特性对比 |
| 4.3.2 颗粒速度分布特性对比 |
| 4.3.4 混合器出口颗粒混合均匀度对比 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 工业环流混合器的结构优化及混合特性 |
| 5.1 工业装置参数及模型设置 |
| 5.1.1 工业参数 |
| 5.1.2 模拟设置 |
| 5.2 工业环流混合器的流体力学特性 |
| 5.2.1 环流混合器内颗粒速度分布 |
| 5.2.2 环流混合器内固含率分布 |
| 5.3 工业环流混合器下料管出口结构的改进 |
| 5.3.1 带有挡板的环流混合器结构 |
| 5.3.2 不同工业环流混合器中颗粒流动特性的对比 |
| 5.4 优化后环流混合器的颗粒混合特性 |
| 5.4.1 工业参数 |
| 5.4.2 模拟设置 |
| 5.4.3 优化后的混合器内固含率及颗粒速度矢量分布 |
| 5.4.4 不同区域颗粒温度分布 |
| 5.4.5 不同区域混合指数 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 附录 A 符号说明 |
| 附录 B EMMS曳力系数修正 |
| 附录 C 工业装置中时均颗粒速度矢量图及瞬态固含率分布云图 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）底部预提升对循环流化床反应器循环量的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 流态化的理论发展 |
| 1.1.1 流态化现象及流型 |
| 1.2 循环流化床装置及应用 |
| 1.3 新型循环流化床反应器研究进展 |
| 1.3.1 高密度循环流化床 |
| 1.3.2 循环湍动流化床 |
| 1.3.3 变径提升管反应器 |
| 1.3.4 内循环提升管反应器 |
| 1.3.5 多流型提升管反应器 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第二章 实验装置及方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.2 实验用流化介质 |
| 2.2.1 颗粒性质 |
| 2.2.2 流化气体 |
| 2.3 流程简述 |
| 2.4 操作参数的测量 |
| 2.4.1 表观气速 |
| 2.4.2 颗粒循环速率的测量 |
| 2.4.3 颗粒浓度的测量 |
| 第三章 操作条件与预提升出口位置对气固流动行为的影响 |
| 3.1 操作条件对循环流化床反应器颗粒循环速率的影响 |
| 3.1.1 表观气速的影响 |
| 3.1.2 颗粒贮量影响 |
| 3.1.3 蝶阀开度影响 |
| 3.2 循环流化床提升管内轴径向颗粒浓度分布 |
| 3.2.1 轴向颗粒浓度 |
| 3.2.2 径向颗粒浓度 |
| 3.3 预提升出口位置对气固流动特性的影响 |
| 3.3.1 三种预提升结构下的最大循环速率对比 |
| 3.3.2 三种预提升结构下的颗粒分布情况对比 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 喷嘴进气在循环流化床气力输送中的作用研究 |
| 4.1 预提升段内气固相互作用对循环量的影响 |
| 4.1.1 提升管底部气力输送的压降分析 |
| 4.1.2 进气喷嘴气体返混的影响 |
| 4.1.3 底部预提升气通入的影响 |
| 4.1.4 提升管底部气固流动结构 |
| 4.2 喷嘴位置对循环流化床反应器循环量的影响 |
| 4.2.1 预提升高度对循环量的影响 |
| 4.2.2 底部区域颗粒浓度及径向不均匀指数分布 |
| 4.2.3 喷嘴区域颗粒浓度及径向不均匀指数分布轴径向颗粒浓度分布 |
| 4.3 小结 |
| 第五章 循环流化床不同底部出口结构内流动行为对比研究 |
| 5.1 出口结构对系统循环量的影响 |
| 5.1.1 最大循环强度对比 |
| 5.1.2 实验现象分析 |
| 5.2 宏观流动行为 |
| 5.3 微观流动行为 |
| 5.3.1 径向颗粒浓度 |
| 5.3.2 间歇性指数分布 |
| 5.3.3 瞬时颗粒浓度信号分析 |
| 5.4 小结 |
| 结论及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
四、管型结构对提升管流动特性的影响（论文参考文献）
- [1]管翅式换热器中的管型优化及马蹄涡系统强度数值模拟研究[D]. 张彦骐. 东华大学, 2021(01)
- [2]高通量循环流化三床流动特性研究[D]. 章子健. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020
- [3]柔性丝状颗粒在气流床内流动特性的实验与数值模拟研究[D]. 吴恺. 东南大学, 2020
- [4]高密度循环流化床模型化研究[D]. 吴迎亚. 中国石油大学(北京), 2020
- [5]水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究[D]. 孙志传. 浙江大学, 2020(07)
- [6]流化床内流动、混合与反应的多尺度模拟研究[D]. 胡陈枢. 浙江大学, 2019(03)
- [7]加压双流化床煤热解-半焦燃烧分级转化的实验及数值模拟[D]. 周冠文. 东南大学, 2019(05)
- [8]基于亚格子尺度下两段串联提升管内气固两相流的数值模拟[D]. 李光越. 东北石油大学, 2019(01)
- [9]新型气固环流混合器内颗粒流动及混合特性的模拟研究[D]. 孟振亮. 中国石油大学(北京), 2018(05)
- [10]底部预提升对循环流化床反应器循环量的影响[D]. 苏鲁书. 中国石油大学(华东), 2018(07)