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增压流化床热态临界流化速度的实验研究 前言 概述 实验工艺流程图及过程 测量方法 结果分析压力对最小流化速度的影响 结果分析温度对最小流化速度的影响 结果计算 结论 * 最小流化速度是流态化操作的最低速度，是流化床设计运行的重要参数之一，因而是该领域长期以来主要的研究对象。 在常温常压下，国内外研究者已得到了若干关于最小流化度的关联式。但是，随着床温和床压的变化，温度和压力会对流化气体的密度和黏度同时产生影响，从而会改变床层颗粒间气流流动状态，使得床层阻力特性相应地变化，导致最小流化速度随温度和压力的变化规律对不同粒径的床料明显不同。因此研究高温高压下床料的最小流化速度对于设计增压流化床而言是十分必要的。 为了探明温度和压力对最小流化速度的影响，本文在压力0.1—0.6MPa和温度20—800 ℃范围内，测量了两种不同粒径范围的石英砂和陶粒砂颗粒的最小流化速度。通过分析和推导，给出了确定高温高压流化床最小流化速度的合理计算步骤，并与研究者们得出的不同关联式和本实验结果进行了对比分析，结果表明：本文方法的预测值与实验结果吻合较好，为增压流化床设计提供重要的参考依据。 在内径80mm的加压热态流化床实验台上，测量不同粒径的石英砂和陶粒砂两类实验物料在压力（0.1—0.6MPa）和温度（20—800 ℃ ）范围内的最小流化速度umf。实验结果表明：在相同的温度下，最小流化速度随压力的增加而减小，而在相同的压力下，温度对最小流化速度的影响随床料种类的不同而有明显的差别。较全面的总结了文献中已有的umf经验关联式，发现umf计算值与本实验值偏差较大。基于厄贡方程和文献中已有的关于最小流化空隙率的实验结论，给出了确定增压流化床热态最小流化速度的合力计算步骤。该方法的预测值和实验值的相对误差在10%以内，为增压流化床反应器的设计和运行提供较可靠的参考依据。 降速法测定 图二、最小流化速度的确定方法 不同温度下最小流化速度随压力变化图 o.138 0.151 0.167 0.191 0.258 0.321 陶粒砂（0.892mm） 0.087 0.092 0.101 0.113 0.131 0.164 石英砂（0.437mm） 6MPa 5MPa 4MPa 3MPa 2MPa 1MPa 床料 序 号 作者 关联式 实验条件 Umf计算关联式 分析流化床中单颗粒受力： Remf =a×Arb （a，b为常数） Ergun方程： Remf=（C12+C2Ar）0.5－C1 (C1，C2为常数) Umf预测值与实验值比较 本文在高温高压实验台上，测量了压力0.1—0.6MPa和温度20—800℃范围内，两种粒径范围的石英砂和陶粒砂颗粒的Umf。得到如下结论： 对石英砂颗粒，固定床段颗粒间的流动为层流，而对陶粒砂颗粒，则为湍流； 在温度不变的情况下，最小流化速度随压力的增加而减小，但减小的幅度逐渐变小，并且陶粒砂颗粒受压力影响比石英砂颗粒的明显；在压力不变的情况下，温度对最小流化速度的影响随床料的种类和系统压力的不同有明显差别。对于石英砂颗粒，Umf随温度的增加而减小，而陶粒砂颗粒的Umf则呈先增大后减小的变化趋势。 提出了增压流化床热态临界流化速度的合理预测方法，并与其他研究者的关联式和实验结果进行了对比。结果表明：文献中Umf计算值与实验值偏差较大。 *