喷动流化床内颗粒荷电及流动特性研究

发布时间：2024-03-26 04:12

　　气固流态化技术具有良好的传热传质和混合特性,被广泛应用于众多行业,如能源、石油化工、食品加工等行业。但在一些气固流化床中存在显著的问题是由于颗粒间以及颗粒与流化床反应器壁面之间的连续接触、碰撞而产生大量静电荷,静电荷的产生会带来一系列的问题,包括流化颗粒粘附到反应器壁、颗粒团聚和静电放电。颗粒粘附导致需要频繁关闭反应器进行清理,生产损失和维修成本高,造成重大的经济损失;严重时,会导致爆炸等安全事故的发生。本论文采用双流体模型(TFM)和离散元模型(CFD-DEM)对一个三维的矩形喷动床进行数值模拟计算,结合喷动床实验结果,对比分析两种计算模型对喷动床内颗粒流动特性的影响,并分别基于CFD-DEM和TFM,考察了四种不同曳力模型和两种不同摩擦应力模型对喷动床内颗粒流动特性的影响。发现CFD-DEM计算所得的喷泉高度更加接近实验结果,Gidaspow曳力模型与Syamlal-O’Brein曳力模型计算所得的喷泉高度基本一致且更加接近实验结果,Srivastava-Sundarasan(S-S)摩擦应力模型计算得到的床层底部壁面附近颗粒质量浓度较低,且床层底部区域中的颗粒有明显的向下运动现象...

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【部分图文】：

图1-1静电荷产生机制[2]：(a)接触；(b)摩擦；(c)感应

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-(c)图1-1静电荷产生机制[2]：(a)接触；(b)摩擦；(c)感应在接触荷电过程中，任何两种材料之间的简单接触都可以产生接触和摩擦荷电（图1-1a），由于表面能量的差异，表面之间会发生电荷交换。通过更有力的接触产生摩擦，电子在表面之间进行转....

图1-2金属-金属触点的电子势能[23]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-图1-2金属-金属触点的电子势能[23]表1-2列出了各种材料的功函数[24]。大多数此类测量通常是在真空下进行的，但关于金属和聚合物功函数的不一致结果仍有报道。表1-2各种材料的功函数[24]材料功函数(eV)材料功函数(eV)材料功函数(e....

图1-3描述微粒荷电机理模型[44,45,46]：(a)电容器模型；(b)电荷弛豫模型

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-7-触荷电中。在PTFE和PE（聚乙烯）表面接触时，Burgo[43]观察到会形成相反电荷的微观区域。区域分析表明，PTFE上的正电荷区是由来自PE的物质形成的，而PE上的负电荷区是由来自的PTFE的物质形成的。这说明电荷转移与物质转移有关。综上所....

图1-4Faraday杯如图1-5所示，静电探针由内部导电棒或导线、中间绝缘层以及接地的外

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-10-大部分应用都涉及到对气固流化床颗粒的取样，并将其放入外部Faraday杯中。这样就涉及到需要处理粒子，在处理过程中，颗粒所带静电荷有可能被改变，造成结果失真。研究人员会采取一些措施，以尽量减少颗粒所带静电荷的变化。图1-4Faraday杯如图....

本文编号：3939345