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《探索納米顆粒在振動流化床中的聚團流態(tài)化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、中南大學碩士學位論文納米顆粒在振動流化床中的聚團流態(tài)化研究姓名：王輝申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工藝指導教師：周濤20100528中南大學碩士學位論文摘要納米顆粒(屬于GeldartC類顆粒，亦稱黏性顆粒)在流化過程中易形成流化聚團、并最終以聚團形式流化，多數(shù)粘性顆粒的流化聚團具有較寬的粒徑分布。目前，氣固流態(tài)化領(lǐng)域中顆粒團聚機理及團聚物性質(zhì)己成為研究熱點。本文在傳統(tǒng)流化床和振動流化床中，對納米級Si02、ZnO、Ti02三種顆粒進行了流態(tài)化實驗，研究了其聚團流化性能和聚團尺寸變化規(guī)律。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由于顆粒所特有的物理性質(zhì)，三種納米顆粒在傳統(tǒng)流化床中低表觀氣
2、速下易形成活塞和溝流。隨表觀氣速的增加，床內(nèi)鼓泡加劇，活塞與溝流消失，床中均出現(xiàn)分層現(xiàn)象，聚團偏析大，揚析嚴重，流化效果較差。振動能的引入可以有效的消除節(jié)涌、抑制溝流、降低最小流化速度、減小聚團平均尺寸和整個床層的偏析率，顯著的改善了納米顆粒的流化質(zhì)量。同時，本實驗系統(tǒng)的考察了操作條件對聚團尺寸的影響。實驗結(jié)果表明：納米顆粒在流化床中流化一段時間后聚團才形成比較穩(wěn)定的硬聚團。初始床層越高，振動波傳播受到的阻礙越大，淺床層(ho／D=O．8或1)有利于振動能的吸收，聚團流化性能好，但總體效果是高徑比對聚團尺寸影響較小。振動參數(shù)對聚團尺寸的影響具有兩面性，在恒定
3、振幅下，試驗初期隨振動頻率的增加聚團尺寸從300gm降低到100gm左右。當振動頻率超過一臨界值時，聚團尺寸隨振動頻率的增加反而增加。在A=3mm時，Si02、Ti02和ZnO的臨界頻率分別為10Hz、15Hz?？赡茉蚴穷~外的振動能不僅可以促進聚團的破碎，還可以增加顆粒間或聚團間的接觸機會，在黏性力較大的情況下易形成大聚團。振動頻率對聚團尺寸的影響要強于振幅。另外，較高氣速可以使聚團大小減小。根據(jù)納米顆粒聚團在振動流化床中碰撞能、有效振動能、流體剪切能和黏性能的平衡分析，建立了估算聚團大小的能量平衡模型。結(jié)果表明：隨著振動強度的加大聚團尺寸的實驗值和計算值
4、均減小，在振動條件下該模型預測值與試驗結(jié)果吻合較好，說明了模型的合理性?；谡駝訖C理，探討了振動床中聚團團聚和解聚的機理。本文研究為進一步開展有關(guān)研究和開發(fā)超細粉振動場流化床打下了良好的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞納米顆粒，振動流化床，聚團大小，振動參數(shù)，能量模型中南大學碩士學位論文ABSTRACTNano-particles，belongingtoGeldart’SgroupCpatriclesorcohesivepowders，areeasytoaggregateIntofluidizedagglomeratesduring一一一一一fluidization，which
5、resultsinfactuallyagglomeratesofcohesivepowders．Usually,thefluidizedagglomeratesaleinwidesizedistribution．Measurementsofagglomeratepropertiesandstudyonthemechanismforparticleagglomeratingbehaviorhavebeenoneofthehotspotsinthefieldoffluidization．Thebehaviorandagglomeratesizesofdiffer
6、entcohesiveSi02，Ti02andZnOnano-particlesareinvestigatedintheconventionalfluidizedbed(CFB)andvibro—fluidizedbed(VFB)．Itwasfoundthatslugsandchannelswereformedfirstlyunder10Wsuperficialgasvelocityduetothepecificphysicalandsurficia。prot‘ofparticles．With’‘LgthespecltlCphysmalandsurticia
7、lpropertiesofparticlesWithlncreasinffthe●superficialgasvelocity,slugsandchannelsvanished，whilstthebubblinginbedwasintensifiedobviously,andthereexistedaseveredegreeofthesize。segregationoftheagglomeratesthroughoutthewholebed，namely,theagglomeratessizesweresmallintheupperzoneandlargei
8、nthelowerzone．Becauseofthe
