气固流化床中颗粒聚团的流动特性

流化床反应器流动特性测定实验一、实验目的1）观察聚式和散式流态化的实验现象，学习流体通过颗粒床层流动特性的测量方法；2）测定流化曲线（ p~u曲线），作出流化曲线图，确定临界流化速度u mf；3）测定临界流化速度，并作出流化曲线图。

二、实验原理流态化是一种使用固体颗粒通过与流体接触而转变成类似于流体状态的操作。

近年来，这种技术发展很快，许多工业部门在处理粉粒状物料的输送、混合、涂层、换热、干燥、吸附、煅烧和气---固反应过程等过程中，都广泛地应用了流态化技术。

1、固体流态化过程的基本概念如果流体自下而上地流过颗粒层，则根据流速的不同，会出现三种不同的阶段，如下图所示：固定床流化床气力输送流化过程的几个阶段1）固定床阶段如果流体通过颗粒床层的表观速度（即空床速度）U较低，使颗粒空隙中流体的真实速度U1 ,则小于颗粒的沉降速度U t 则颗粒基本上保持静止不动，颗粒称为固定床。

2）流化床阶段当流体的表观速度U加大到某一数值时，真实速度U1比颗粒的沉降速度U t大了，此时床层内较小的颗粒将松动或“浮起”，颗粒层高度也有明显增大。

但随着床层的膨胀，床内空隙率ε也增大，而U1=U/ε，所以，真实速度U1随后又下降，直至降到沉降速度U t为止。

也就是说，在一定的表观速度下，颗粒床层膨胀到一定程度后将不再膨胀，此时颗粒悬浮于流体中，床层有一个明显的上界面，与沸腾水的表面相似，这种床层称为流化床。

因为流化床的空隙率随流体表观速度增大而变化，因此，能够维持流化床状态的表观速度可以有一个较宽的范围。

实际流化床操作的流体速度原则上要大于起始流化速度，又要小于带出速度，而这两个临界速度一般均有实验得出。

3）颗粒输送阶段如果继续提高流体的表观速度U，使真实速度U1大于颗粒的沉降速度U t，则颗粒将被气流带走，此时床层上界面消失，这种状态称为气力输送。

2、固体流态化的分类流化床按其性状的不同，可以分为两类，即散式流态化和聚式流态化。

实验四 气固流化床反应器的流化特性测定一、 实验目的1. 观察了解气固流化床反应器中不同气速下固体粒子的流化状况，建立起对流态化过程的感性认识。

2. 了解和掌握临界流化速度U mf 和起始鼓泡速度U mb 的测量原理、方法和步骤，明确细粒子流化床的基本特性。

3. 通过对U mf 和U mb 的测定，进一步理解两相理论以及临界流化速度与起始鼓泡速度的区别。

二、实验原理1．在气固流化床反应器中，气体通过床层的压力降△P 与空床速度U 0之间的关系能够很好地描述床层的流化过程。

如图1所示：气体自下向上流过床层。

当气速很小时，气体通过床层的压力降△P 与空床速度U 0在对数坐标图上呈直线关系（图1中的AB 段）；当气速逐渐增大到△P 大致等于单位面积的重量时，△P 达到一极值（图1中P 点）；流速继续增大时，△P 略有降低；此后床层压力降△P 基本不随流速而变。

此时将流速慢慢降低，开始时与前一样△P 基本不变，直到D 点以后，△P 则随流速的降低而降低，不再出现△P 的极大值，最后，固体粒子又互相接触，而成静止的固定床。

2．在一正常速度下，处于正常流化的流化床，如果突然关闭气源，则由于床层中有气泡存在，以气泡形式存在的气体首先迅速逸出床层，床层高度迅速下降；而后是浓相中的气体逸出，床层等速下降；最后是粒子的重量将粒子间的部分气体挤出，床层高度变化很小。

由此可得其床层高度随时间变化的崩溃曲线（如图2所示）。

因此，可以设想，如果床层中图1 △P ～ U 关系log Ul o g △P12 3465t (sec)260270 280 290 300 H T H D H D图2 H T ～ t 关系没有气泡，则床层一开始就随时间等速下降，所以，将上述崩溃曲线中的等速部分外推到t=0处时的床层高度，即为浓相床层的高度H D 。

这样，只要重复上述过程，多做几条崩溃曲线，总可以找到一条曲线，这条曲线正好无气泡逸出段，开始就是等速下降的起点。

化工原理固体流态化与非均相物系的分离班级：卓越11-2班姓名：徐向东韩月阳甄宇匡崇1.固体流态化1.1定义将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有类似流体的某些表观特性，此种流固接触状态称为固体流态化。

1.2流态化分类1.2.1按流化状态分类（1）聚式流态化：气固流化床床层中存在气泡相和乳相，气泡中只有很少的或者没有固体颗粒存在，在乳相中颗粒的浓度要比气泡中大得多。

气泡在上升过程中也会不断合并增大，致使床层出现较大的不稳定性。

气泡上升最后冲出床层，床层表面有较大的波动，不时有固体颗粒被抛出，然后由于其重力落回床层。

气固流化床在工业中应用的最多。

气固流化系统基本上均呈聚式流化状态。

（2）散式流态化：床层处于散式流化态，床内无气泡产生，当床层膨胀时，固体颗粒之间的距离也随之增加。

虽然固体颗粒和流化介质之间有相互强烈的扰动作用，但他们在流化介质中的分散程度也相对较为均匀，处于相对的稳定状态，所以也叫平稳流态化。

多出现于液固流态化系统。

1.2.2按流化介质分类（1）气固流态化：以气体为流化介质的流态化过程，使工业生产中使用的最多的流态化过程，如流化床锅炉燃煤生产蒸汽。

（2）液固流态化：以液体为流化介质的流态化过程，在工业上用于湿法冶金、离子交换、生物化工、聚合反应和吸收等。

（3）液气固三相流态化：以液体、气体为流化介质的流态化过程，流化床内存在有气液固三相。

1.3流态化在工业中的应用1.3.1物理过程中的应用1.3.1.1物料输送被流化的固体颗粒可以像流体一样流动，如图所示的气垫装置，它是由上下两个槽组成，中建由一层类似于筛网的多孔类或编织物隔开。

这种输送装置消耗的能量适中，没有运动部件，适于输送干燥的细微颗粒。

现用于水泥工业，纯碱工业，锅炉烟气所带出的飞灰、面粉和树脂的输送。

1.3.1.2细粉的混合采用流态化技术可以较容易的将不同种类的粉末物料达到均匀混合。

要将两种粉末混合只要将其流化，物料经上升管上升再经床层下降，经过多次循环之后即可到达均匀混合的目的。

流化床颗粒的分类及其流化特性：1973年Geldart根据多年对颗粒大小对流化床流化特性的研究，将颗粒的流化特性与颗粒平均径的关係分成A、B、C和D四大类，并将它们表绘在以dp为横坐标，以固体密度ρp与流化气体密度ρg的差（ρp –ρg）为纵坐标的图上（参见下面的Geldart颗粒分类图）。

以便供根据物理或反应过程的特性对流化特性的要求，以选用适合于自己工业化的特点的颗粒粒径及分布。

A类颗粒了（充气流化特性）：A类颗粒的特点是颗粒的平均尺寸较小，颗粒的密度较低。

由图可知，A类颗粒一般颗粒的平均粒径＜100微米，颗粒密度小于1400kg/m3，这类颗粒由于凝聚性较小，因此颗粒间充气性好，床层膨胀比（R≡床层流化时的高度Hf/床层静止时的高度H0）大，当床层气速达到起始流化速度时，床内还不会产生气泡（即床层的起始鼓泡速度大于起始流化速度），当气速进一步增加时，床内虽产生了气泡，但气泡较小，气泡的聚併、分裂速度也快。

所以，这类颗粒应该说是流化特性较好的一类颗粒。

（说明：起始流化速度umf即是流化床开始流化时的最小速度。

起始鼓泡速度umb即是流化床内出现笫一个气泡时的气体速度。

）在工业上使用时应尽可能选用这类颗粒。

在石化行业中的催化裂化装置上首先被使用，在这个行业中，催化剂中必须含有一定量的小颗粒，小于44微米被称为关键组分。

这类颗粒以后在丙烯氨氧化制丙烯腈等流化床中也得到了应用。

B类颗粒（沙状流化特性）：由图可知，B类颗粒一般颗粒的平均粒径＜40微米＜500微米，颗粒密度＜1400kg/m3＜4000kg/m3。

这类颗粒在气速达到或稍高于颗粒的起始流化速度时，床內就出现了气泡，床层膨胀比R较A类颗粒小，气泡聚併现象严重，气泡直径也迅速变大，且气泡随床高而变大，当气泡达到床层表面时破裂，从而影响了流化质量，影响了床层与传热面间的传热和相间的传质。

这类颗粒在工业上应用也较多，如醋酸乙烯、农药百菌清和苯酐行业都有使用。

气固流体化床的工作原理与传质特性气固流体化床是一种常见的化工设备，广泛应用于化工、冶金、能源等领域。

其工作原理和传质特性对于提高设备运行效率和优化工艺设计具有重要意义。

本文将介绍气固流体化床的工作原理和传质特性，帮助读者更好地理解和应用该技术。

一、工作原理气固流体化床通过将气体和固体颗粒同时通入床层，使颗粒悬浮在气流中，形成类似于流体的状态。

其工作原理主要包括两个方面：床层气化和颗粒运动。

1. 床层气化床层气化是指气体在颗粒床层中与固体颗粒发生接触和反应的过程。

在气固流体化床中，气体通过入口与床层中的固体颗粒接触，发生质量和能量的交换。

气体在颗粒床层中可以进行物理吸附、化学反应、干燥等过程，同时固体颗粒也会发生固相反应、颗粒间的热量和质量传递等。

2. 颗粒运动颗粒运动是指床层中的固体颗粒在气体流动作用下的运动状态。

在气体的冲刷和流动作用下，颗粒床层会表现出不同的流态，包括床层膨胀、床层沉降和床层剧烈搅拌等。

颗粒床层的流态对气固流体化床的传质和反应过程具有重要影响，因此对于床层内颗粒的运动状态和特性的研究十分关键。

二、传质特性气固流体化床的传质特性主要包括质量传递和热量传递两个方面。

了解和控制传质特性是优化气固流体化床操作的关键，可以提高反应效率、降低能耗，并能够满足工艺要求。

1. 质量传递质量传递是指组分之间的传质过程，包括物理吸附、化学反应、溶解和扩散等。

在气固流体化床中，气相和固相之间通过质量传递实现物质的转移和转化。

传质过程受到气体速度、固体颗粒性质、反应温度等因素的影响。

合理调节这些参数，可以改善质量传递效果，提高反应速率和转化率。

2. 热量传递热量传递是指在气固流体化床中，气相和固相之间的热量交换过程。

热量传递对于控制床层温度、维持反应的热平衡非常重要。

热量传递与气体速度、颗粒床层的热阻、颗粒尺寸和形状等因素密切相关。

通过调节这些参数和合理设计换热结构，可以提高热量传递效率，减少热耗，提高生产效益。

气-液-固自然循环流化床中的流动特性和压降齐国鹏;姜峰;赵燕禹;赵国华;周震;李修伦【摘要】A fluidized-bed evaporator for gas-liquid-solid natural circulation was set up to research the flow and distribution of solid particles and pressure drop of liquid-solid two-phase flow in a heating pipe bundle. With CCD image collecting and processing system,the influences of the particle kinds,particle holdup and additive air amount were studied. The experimental results show that air inlet positions have much effect on the distribution of solid particles in the heating pipe bundle. The form of moving and fluidization of solid particles in up-channel is different from that in down-channel. In up-channel,solid particles make circulating movement with the central part rising and perimeter dropping. As the density decreases,the distribution of solid particles in up-channel gradually becomes uniform. In down-channel,solid particles form two big whirls at both sides of the central axis. As additive air amount increases,the rotation rate of whirls increases. When the air is input from the up-channel,the pressure drop of liquid-solid two-phase flow in the heating pipe bundle increases with the increase of particles holdup and air amount. The pressure drop model of liquid-solid two-phase flow in the heating pipe bundle has been set up,and the calculated data agree well with the experimental results.%建立了气-液-固冷模多管自然循环流化床蒸发器,利用CCD图像采集和处理系统,研究了固体颗粒的种类、含率和通气量等操作参数对于固体颗粒的流化和运动形态、分布以及加热管束中液-固两相流压降的影响.结果表明:通气位置对于固体颗粒在加热管束中的分布影响较大.在上、下管箱中,固体颗粒的运动和流化形态不同.在上管箱中,固体颗粒形成中心上升、四周下降的循环运动,并且随着其密度的降低,固体颗粒在上管箱中的分布逐渐趋向均匀;在下管箱中,固体颗粒在中心轴的两侧形成两个大的旋涡,旋涡的旋转速度随着通气量的增加而增大.当气体从上管箱加入时,加热管束中液.固两相流的压降随着固体颗粒加入量和通气量的增加而增大.利用实验数据建立了加热管束中液.固两相流的压降模型,模型结果与实验数据吻合较好.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2009(042)010【总页数】7页(P901-907)【关键词】气-液-固;自然循环;循环流化床;压降【作者】齐国鹏;姜峰;赵燕禹;赵国华;周震;李修伦【作者单位】天津大学化工学院,天津,300072;天津大学化工学院,天津,300072;天津职业大学环境生物工程学院,天津,300402;天津职业大学环境生物工程学院,天津,300402;天津大学化工学院,天津,300072;天津大学化工学院,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TQ021.1;TQ021.3气-液-固三相流防、除垢和强化传热技术的研究已开展多年，在实验室研究[1-9]和工业化应用[10-11]方面都已经取得了一定的成果，积累了一定的经验．但是由于技术本身的复杂性和工业化过程中存在着较多的问题，使得该技术还有许多可待研究和完善之处，其中包括多管循环流化床内相的流动、分布和压降；自然循环操作时循环速度的计算和颗粒合理用量的确定；载气的加入方法和用量以及一些突发性的问题等．针对上述问题，建立了一套冷模透明多管循环流化床蒸发装置，通过较为系统的可视化研究，分析自然循环条件下，固体颗粒的种类和加入量以及通气量等因素对颗粒的流动、分布和多相流压降的影响，定性和定量地分析颗粒的流动和分布规律，为建立三相循环流化床蒸发器中压降的合理计算模型以及三相流防、除垢技术的工业化应用奠定基础．1.1 实验装置与流程实验装置为冷模透明多管循环流化床蒸发器，装置流程如图1所示．首先向装置中加入液相流体到指定液位，然后加入一定量的固体颗粒．空气由压缩机输入后，经气体分布器，进入上管箱上方的循环管内，造成装置左侧上升管和右侧下降管内多相流体的密度差，使装置内形成气-液-固三相流自然循环．气-液-固三相流到达分离器后，气相和液、固两相分开．气相由分离器顶部排出，液-固两相流经循环管进入加热室，进行装置内的循环流动．为便于可视化研究，整套装置由有机玻璃制成．加热室采用“薄片模型”，即 9根加热管呈“一”字形排列在管箱中，如图2所示．加热管长0.6,m，内径34,mm，壁厚为3,mm，管间距为管外径的 1.25倍．矩形管箱长 460,mm，宽50,mm．在上、下箱上开有测压口，与 U管压差计相连．此外，上管箱和下管箱底部的循环管上各装有气体加入口．以加入的固体颗粒体积占蒸发器中液相体积的百分数来计算，固体颗粒的加入量分别为 0.5%、1.0%、1.5%、2.0%．1.3 参数测量及数据处理方法(1)空气加入量采用转子流量计进行测量，型号为LZB-40，量程为4～40,m3/h，精度为1.5%．(2)流体循环速度采用均速管进行测量，公称压力为1.0,MPa．(3)加热管束中液-固两相流的压降采用 U管压差计来进行测量，指示液为CCl4．(4)固体颗粒的运动和分布采用 CCD图像采集和处理系统进行测量．对采集的图像数据采用相应软件进行处理后，最终得到固体颗粒的含率，数据处理步骤如图3所示．2.1 颗粒流动形态的观测与分析2.1.1 通气位置对颗粒流动和分布的影响实验结果表明，由上管箱通气时，在不同的气量、颗粒种类和用量下，加热管束中颗粒的分布均较为均匀，如图 4(a)和(b)所示；然而，由下管箱通气时，空气在管束中的分布极不均匀，绝大部分空气由管束右侧(靠近下行床的一侧)的加热管进入上管箱，如图4(c)所示．空气分布不均造成了不同加热管中颗粒含率和速度的不均．在有大量空气通过的加热管中，颗粒随高速气流迅速向上运动到达上管箱．在上管箱中，颗粒在气流的扰动下做杂乱无章的运动，大部分颗粒被携带到上管箱上方的循环管中，少量颗粒经由几乎没有空气通过的左侧加热管向下运动返回下管箱．这样，部分颗粒就在加热室内形成内循环．由此可见，通气位置对于加热管束中颗粒分布的影响很大，而这种影响主要是由下管箱中的流场造成的．因此当由下管箱通气时，应设计和安装适当的分布板，以调整流场，达到颗粒在管束中的均匀分布．2.1.2 水平管两相流中颗粒的运动形态循环流化床底部水平管中为液-固两相流，如图5所示，对于此部分，当颗粒加入量一定，且颗粒已在整个床中形成正常循环时，若通气量较小，则颗粒一部分悬浮在流体中，随流体循环；另一部分则沉积在水平管的底部，贴着壁面向前运动．随着气量增大，颗粒运动速度加快，沉积在底部的颗粒量越来越少，逐渐从壁面转移到流体中．当气量达到一定程度时，颗粒完全悬浮起来．颗粒流化形态的改变，源于循环速度的变化．气量增大，循环速度和流体的湍流程度增加，流体对颗粒的曳力和搅动增大，使颗粒逐渐脱离壁面，随流体悬浮流动．了解底部水平管中固体颗粒的流化形态随操作参数的变化，对于确定三相循环流化床蒸发装置中颗粒的合理用量非常重要．对于水平管中不同颗粒在不同条件下的完全流化速度，将进一步进行研究．图5中颗粒为聚甲醛，其加入量为1.5%．2.1.3 加热室下管箱中颗粒的流动形态当由上管箱通气时，在下管箱的液-固两相流中，颗粒的集团运动呈现出两个大的旋涡，如图 6所示．两个旋涡分别位于下管箱的左、右两侧(其中靠近下行床一侧为右)，大小尺度相当，但是所含颗粒量不同，右侧旋涡所含的颗粒量要明显高于左侧旋涡．两个旋涡的旋转方向相反，其中夹带了下管箱中绝大部分的颗粒．旋涡中的颗粒在靠近管箱壁面处向下运动，在靠近管箱中心处向上运动．旋涡中向上运动的颗粒，在惯性的作用下，部分被旋涡带入到加热管束中．左侧的旋涡虽然含颗粒较少，但旋转速度快于右侧旋涡，因此，单位时间由两个旋涡带到各加热管中的颗粒量基本相当，使管束中颗粒的分布较为均匀．通气量增加时，旋涡转速加快；颗粒量增加时，旋涡的面积增大，两个旋涡逐渐向管箱中心汇聚．颗粒旋涡的形成，反映了下管箱中的流场，即中心处流速较高，颗粒向上运动，壁面处流速较低，颗粒向下运动，进而形成旋涡．由于旋涡的流速及其中颗粒含量的分布，可以满足管束中颗粒的均匀分布，因此在一定的操作条件下，无需在下管箱中设置分布板，这样有利于降低循环阻力．图 6中颗粒为聚甲醛，其加入量为1.0%，通气量为8.6,m3/h．2.1.4 加热室上管箱中颗粒的流动形态由上管箱通气时，颗粒在随流体流出加热管束后，在上管箱中形成循环流动．靠近上管箱前、后两个壁面，流体速度较低，颗粒向下运动，靠近管箱中心流速较高处的颗粒则向上运动．在颗粒加入量和通气量一定的条件下，随着颗粒密度的增大，颗粒在上管箱中分布的不均匀程度逐渐增加．即颗粒密度较低时，颗粒较为均匀地分布在整个管箱中，随着密度的增大，颗粒则大部分集中在上管箱的中部，如图 7所示．图7中颗粒分别为树脂、聚甲醛和陶瓷球1．由于上管箱中流动截面较大，流速较低，因此颗粒含率较高．若设备突然停车，则大量颗粒将回落到加热管束．若加热管中附着有一定的垢层，由于密度较大的颗粒主要集中在管箱中部，则其更容易造成管路堵塞．2.2 操作参数对加热管束压降的影响2.2.1 通气量对管束压降的影响在颗粒加入量一定的条件下，随着通气量的增加，加热管束中液-固两相流压降增大，但对于不同的颗粒，压降增加的幅度不同，如图 8所示．树脂颗粒压降增加的幅度较大，而陶瓷球和玻璃球压降增加的幅度较小．上述压降变化规律其原因如下：通气量的增加，将增加自然循环的推动力，使加热管束中流体流速增加，同时也加大了颗粒与加热管壁面的碰撞和摩擦，这些因素将导致加热管束中液-固两相流的压降增大；但另一方面，加热管束中的压降随着颗粒含量的增加而增大，而循环流速的提高，降低了颗粒的含量，这将导致管束压降降低．由于两种因素中，升高压降的因素起了主导作用，因此，管束中液-固两相流的压降随着通气量的增加而增大．气量增加时，密度较大的陶瓷球颗粒和玻璃球颗粒的流化程度进一步增加，管束中颗粒含量降低，因此压降增加幅度较小；而密度较低的树脂颗粒在较低的气量下就可以实现很好的流化，因此气量增大时，管束中的颗粒含量变化不大，所以压降增加的幅度较大．2.2.2 颗粒加入量对管束压降的影响在通气量一定的条件下，增加颗粒加入量，对于管束中液-固两相流的压降有两方面的影响．一方面，颗粒加入量增加，使加热管中颗粒含率增加，这将增大管束中液-固两相流的压降；但另一方面，颗粒加入量的增加，又会增加循环阻力，降低流体循环速度，这又将导致管束压降的降低．在这两方面因素的共同作用下，管束压降随着颗粒加入量的增加而增大，但是增加的幅度不大，如图9所示．2.2.3 颗粒种类对管束压降的影响图 10比较了在相同的颗粒加入量下，不同的颗粒对管束中液-固两相流压降的影响．不同颗粒正常流化所需的最小通气量不同，沉降速度较小的聚甲醛和树脂需要的最小通气量较小，而沉降速度较大的陶瓷球和玻璃球需要的最小通气量较大．另外，从图中还可以看到，在相同的颗粒加入量下，随着通气量的变化，不同颗粒的压降数值互相交错．这是因为，管束压降随着管束中颗粒含率和循环速度的增加而增大．通气量相同时，由于沉降速度较小的颗粒较易流化，管束中颗粒含率较低，而循环速度较高；沉降速度高的颗粒不易流化，管束中颗粒含率较高，而循环速度较低．因此，两相流压降随着颗粒种类的变化没有明确的趋势．2.3 压降模型的建立在实验研究的基础上，分析了影响加热管束压降的主要因素，包括管长 l、管路当量直径ed、管壁粗糙度ε′、液相密度ρ、液相黏度μ、液体循环速度u、颗粒当量直径pd、颗粒密度sρ和颗粒含率ε等，并采用无量纲数群的方法建立了加热管束中液-固两相流的压降模型，即模型的平均绝对回归偏差为 8.6%，适用范围为1.1× 104 ＜ Re ＜3.8× 104，模型计算值与实验值比较如图11所示．(1)通气位置对固体颗粒在加热管束中的分布影响显著．空气由下管箱加入时，有必要设计和安装适宜的分布板．(2)随着通气量和流体循环速度的增加，流化床下部水平管中颗粒的流化程度增加．(3)上、下管箱中颗粒的运动和流化形态不同：在上管箱中，颗粒形成中心上升、四周下降的循环运动，并且随着其密度的降低，颗粒在上管箱中的分布逐渐趋向均匀；在下管箱中，颗粒在管箱中心轴的两侧形成两个大的旋涡，且靠近下行床的一侧的旋涡中所含颗粒较多，旋涡的旋转速度随着气体加入量的增加而增大．(4)加热管束中液-固两相流的压降随着通气量的增加而增大，且密度较小的颗粒，压降增加的幅度较大；随着颗粒加入量的增加，加热管束的压降增大，但幅度较小．(5)建立了加热管束中液-固两相流的无量纲压降模型，模型的平均绝对回归偏差为8.6%．符号说明：【相关文献】［1］ Schmidthe H，Klaus G. Circulating particles in a forced-circulation evaporator：A process for avoiding fouling[J]. Chemical Ingenieur Technic，1990，62(10)：840-842. ［2］陈健生，李修伦，刘姝虹. 气-液-固三相流动沸腾传热计算与实验研究[J]. 化工学报，2002，53(2)：139-143. Chen Jiansheng，Li Xiulun，Liu Shuhong. Study on flow boiling heat transfer correlation of vapor-liquid-solid three-phase flow[J]. Journal of Chemical Industry and Engineering，2002，53(2)：139-143(in Chinese).［3］张少峰，刘燕. 换热设备防除垢技术[M]. 北京：化学工业出版社，2003. Zhang Shaofeng，Liu Yan. Preventing and Cleaning Fouling Technique for Heat Transfer Equipment [M]. Beijing：Chemical Industry Press，2003(in Chinese).［4］ Wen J P，Zhou H，Li X L，et al. Performance of a new vapor-liquid-solid three-phase circulating fluidized bed evaporator[J]. Chemical Engineering and Processing，2004，43(1)：49-56.［5］姜峰，贾丽云，刘明言，等. 液固两相流动系统中固体颗粒浓度和速度的 CCD测量[J]. 天津大学学报，2004，37(1)：1-5. Jiang Feng，Jia Liyun，Liu Mingyan，et al. CCD measurement of the concentration and velocity of the particle in liquid-solid two-phase flow system [J]. Journal of Tianjin University，2004，37(1)：1-5(in Chinese).［6］ Wen J P，Jia X Q，Wang C Y，et al. Heat transfer and pressure drop of vapor-liquid-solid three-phase boiling flow of binary mixtures[J]. Chemical Engineering Communications，2005，192(7/8/9)：956-971.［7］ Liu M Y，Tang X P，Jiang F. Studies on the hydrodynamic and heat transfer in a vapor-liquid-solid flow boiling system with a CCD measuring technique[J]. Chemical Engineering Science，2004，59(4)：889-899.［8］ Liu M Y，Yang Y，Li X L，et al. Concentration of Gengnian'an extract with a vapor-liquid-solid evaporator[J]. AIChE Journal，2005，51(3)：759-765.［9］ Michael A I，Sefiane K，Duursma G，et al. Investigation of flow boiling incirculating three-phase fluidized bed. (Part I)：Experiments and results[J]. Chemical Engineering Science，2008，63(4)：881-895.［10］李修伦，林瑞泰，张利斌. 具有强化传热、防结垢性能的沸腾蒸发装置及操作方法：中国，ZL96120008. 1[P]. 2000-08-01. Li Xiulun，Lin Ruitai，Zhang Libin. Boiling Evaporation Equipment and Operation Methods with Properties of Heat Transfer Enhancing and Preventing Fouling：China，ZL96120008.1[P]. 2000-08-01(in Chinese).［11］李修伦，刘振军，林瑞泰. “九五”国家重点科技攻关项目《盐化工业中万吨级新型卤水蒸发装置及设备研究》[R]. 天津：天津大学，2000. Li Xiulun，Liu Zhenjun，Lin Ruitai. National Key Scientific and Technological Project in the 9th Five-Year Plan“Research on New Type of Brine Evaporation Equipme nt in Ten Thousand ton Class in Salinization Industry”[R]. Tianjin：Tianjin University，2000(in Chinese).。

循环流化床中颗粒聚团特性的模拟王帅;刘国栋;赵飞翔;张清红;陆慧林【摘要】Considering the multi-scale structure of the dense phase in the form of clusters and the dilute phase in the form of dispersed particles in the circulating fluidized bed, the relationship between accelerations and local structure parameters in the dense phase and dilute phase was established and the stability condition of the minimum energy dissipation by multi-scale drag force was proposed. Based on the bivariate extreme value theory, a cluster structure dependent (CSD) drag coefficient model was developed. Gas-solids flow behavior and cluster characteristics in risers were simulated using a two-fluid model. The concentrations of particles obtained by the CSD model showed better agreement with experimental results. Cluster diameter increased, reached a maximum and fell down to single particle diameter with increasing solids concentrations. In the simulation, the influence of accelerations of gas and particles could not be ignored because it appeared to be on the same order of magnitude as acceleration of gravity.%考虑到循环流化床中分散颗粒和颗粒聚团同时存在的多尺度结构，确定了密相和稀相加速度与计算网格局部参数之间的关系，建立了多尺度曳力消耗能量最小的稳定性条件，基于双变量极值理论，构建了考虑颗粒团聚效应的多尺度气固相间曳力模型。