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颗粒的横向扩散特性对流化床锅炉中燃料的投放点设计、燃烧和传热等非常重要,而布风板形状会大大影响内旋流流化床中的颗粒扩散特性,如∧字型布风板内旋流流化床中颗粒的横向扩散能力最强,∨字型布风板床中颗粒的扩散能力次之,而鼓泡床中颗粒的扩散能力最弱。本论文将进一步研究∧字型布风板内旋流流化床中的颗粒横向扩散特性。
通过冷态试验与数值模拟两种方法,研究了不同布风条件下∧字型布风板内旋流流化床中床料与不同物料颗粒的运动规律,而且得到物料颗粒的横向扩散系数,用以定量表示颗粒的横向扩散能力。
冷态试验结果表明:因为各风室间床内气流的横向扩散以及颗粒之间的摩擦、碰撞,使得各风室上部床料的流化状态互相影响,并明显影响流化状态发生转变时的临界速度。数值模拟的结果表明:非均匀布风条件下内旋流流化床中床料的横向扩散速度大于均匀布风条件下床料的横向扩散速度,非均匀布风更利于颗粒的扩散。
通过理论分析,得到几种异重物料颗粒在∧型布风板床中的横向扩散系数,结果表明:中间低两侧高的布风方式更利于颗粒扩散。在试验研究范围内,对于相同粒径的异重颗粒,密度较小的横向扩散系数较大;临界流化速度越小的异重颗粒越易跟随床料扩散。