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第三章 循环流化床流体动力学特性 第三章 循环流化床流体动力学特性 在多相流技术实践中，气固流态化是一种典型的两相流动问题。对于流化床锅炉而 言，由于燃料粒度的宽筛分分布以及运行风速对鼓泡流化床和循环流化床的工况有较大 影响，炉内气固流动过程比较复杂，颗粒相浓度范围从高到低变化很大（达 ! !###$ % ’() ），因而与单相流动相比，在研究这种复杂的两相流动时要多考虑如下问题： （）颗粒相是分散相且粒度有大有小，其运动规律各异； ! （）由于颗粒浓度不同，颗粒之间及颗粒与管壁之间的相互碰撞对颗粒相本身的运 * 动带来较大的影响； （）在湍流工况下，气流脉动对颗粒运动规律的影响，以及颗粒的存在对气流脉动的 ) 影响均需深入研究； （）由于气流和颗粒惯性不同，气流与颗粒之间存在着相对速度，因而存在着各自运 + 动规律的相互影响； （）颗粒之间、颗粒与管壁之间的相互碰撞和摩擦所产生的静电效应； , （）在不等温流动过程中会产生热泳现象； - （）流场中压力梯度和速度梯度的存在、颗粒形状不对称、颗粒之间及与管壁相互碰 . 撞等原因都会引起颗粒的高速旋转，从而产生升力效应； （）燃烧过程中往往遇到的是变质量运动问题，如煤粒在给入流化床后的热破碎、挥 / 发分析出、着火及燃烧反应失重等。 ·!. ! · 第二篇 循环流化床的燃烧技术 第一节 宽筛分颗粒特性的决定 一、 的颗粒分类方法 !#$%’ !#$%’ 根据在常温常压下对一些典型固体颗粒的气固流态化特性的分析，提出了一 种颗粒分类法。依照这种分类法，所有固体颗粒均可被分成 、、、 四类。依据颗粒 ( ) * + 的直径 、颗粒密度 与流化气体密度 的差值所作的流态化颗粒分类图如图 ! . / 0 / , , - ! ! 1 所示。 图. / 0 / 1 !#$%’ 的颗粒分类图 上述分类方法的提出对于正确理解颗粒的流化特性是十分重要的。例如，即使在相 同的操作条件下，不同类的颗粒所反映出的流化特性会大不一样。 * 类颗粒： 这些颗粒粒度很细，一般均小于.2 3 ，颗粒间相互作用力很大，是属于很难流态化 ! 的颗粒，由于这种颗粒相互粘着力大，因此当气流通过这种颗粒组成的床层时，往往会出 现沟流现象。 ( 类颗粒： 这类颗粒粒度较细，一般为.2 4 52 3 ，如化工流化床反应器常用的裂化催化剂即属 ! ·16. · 第三章 循环流化床流体动力学特性 此类颗粒。这类颗粒通常很易流化，并且在开始流化至开始形成气泡之间一段很宽的气 速范围内床层能均匀散式膨胀。 ! 类颗粒： 这类颗粒具有中等粒度，典型的粒度范围为# $ %# ’ ，具有良好的流化性能。流 ! 化床常用的石英砂即属典型的 类颗粒，此种颗粒在流化风速达到临界流化速度后即发