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人工神经网络及混沌理论在气固循环流化床中的应用

气固循环流化床是一高效的气固反应和传质传热设备,其在现代工业中的应用越来越受到重视。但复杂的气固流动和传递机理相互作用,使得气固循环流态化过程的控制、预测、放大相当困难。本文将人工神经网络与混沌理论应用于此系统的研究,以提高对此系统的实际应用能力和对此系统的非线性动力学的认识。本文的实验数据所用气固循环流化床,与现有其它研究工作所采用的实验装置相比,提升管较长,可以在比较宽的操作条件范围之内使气-固两相流动有较长的距离发展,从而展现出明确的充分发展段。实验用固体颗粒为砂子和FCC催化剂。实验气体为无油压缩空气。实验采集的数据为压力梯度信号,局部颗粒浓度时间序列和局部颗粒速度时间序列。应用获得的实验数据研究了气固循环流化床中气固流动特征量(颗粒浓度、颗粒速度、颗粒通量)的轴向及径向分布规律。结果发现,气固循环流化床存在两种环.核流动结构,一种是床层底部中心和边壁颗粒都向上,床层上部中心颗粒向上而边壁向下的环-核流动结构;另一种是全  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

循环流化床换热器中的流动、传热和防、除垢研究

汽液固三相循环流化床换热器具有良好的防、除垢和强化传热的作用,具有广阔的应用前景。本文从实验研究与应用、理论和数值模拟几方面深入研究汽液固三相自然循环流化床换热器中的流动、传热与防、除垢问题。论文主要内容如下:首先,总结与综述了循环流化床换热器的发展及其研究状况,对多相流强化传热和防、除垢技术的研究现状、测试手段及其数值模拟方法进行了简要的概括,并提出了本文的研究思路与方案。其次,建立了一套新型的汽液固三相自然循环流化床蒸发器,采用透明镀膜加热技术。其可视化部分既包括上行床,也包括下行床。采用CCD图象测量和处理系统,并编制了相应的图象处理软件,对加热状态下汽液固三相自然循环流化床内部的固体颗粒流动及分布,液固两相及汽液固三相传热与流型进行了研究。得出了循环流化床中固体颗粒浓度、速度以及相应的传热系数随热通量和固体颗粒加入量等操作参数的变化关系。第三,介绍了多相流数值模拟的数学物理基础,并简要分析了数值计算的一般方法,提出了本文...  (本文共116页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
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循环流化床焚烧炉中生活垃圾燃烧特性研究

循环流化床垃圾焚烧技术已经逐渐成为一种重要的垃圾处理手段。为深入掌握生活垃圾在循环流化床中的燃烧过程,为循环流化床焚烧炉的优化设计提供理论支持,本文对生活垃圾在循环流化床中的燃烧特性进行了实验研究和理论分析。本文的第一部分工作是生活垃圾基础燃烧特性的研究,进行了几种典型生活垃圾(塑料、纸张等)的元素分析、工业分析和热重分析,得出了垃圾挥发份占优、易于燃烧的结论;进行了冷态流化实验,发现垃圾由于尺寸较大而只在密相区上下运动;进行了热态CFB燃烧实验,为燃烧模型的建立提供了依据。第二部分工作是建立单颗粒垃圾热解模型,完整描述了单颗粒生活垃圾在循环流化床中直到燃烧之前的物理化学变化,认为单颗粒垃圾在密相区中上下运动的同时完成挥发份析出过程,挥发份析出后立即与气流同步上行,质轻易碎的纸张、树叶类物质不经过密相区上下运动而直接上行。第三部分工作是建立了三参数垃圾燃烧模型,提出了“燃烧扩散强度”的概念,并以此来衡量垃圾热解气体燃烧的快慢,提...  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

清华大学
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超临界循环流化床锅炉水冷壁热负荷及水动力研究

超临界循环流化床锅炉具有超临界蒸汽循环发电效率高以及循环流化床低成本洁净燃烧的综合优势,受到人们的重视。本文提出了26.17MPa、604oC、一次再热800MWe 超临界燃煤循环流化床锅炉基本方案:单炉膛双裤衩腿结构,采用无中间混合的设置节流管圈的一次垂直上升光滑管膜式水冷壁,选用成本相对较低的管壁较厚光滑管,使水冷壁质量流速相对较高,B-MCR 负荷下为1428kg/(m~2-s),可保证各种负荷下的安全性并提高防磨性能。采用6 个高温绝热旋风分离器、冷却式机械分配阀、换热床,以及带循环泵的内置式启动系统,锅炉在40~91%T-MCR 为滑压运行;40%T-MCR 以下为定压运行。NOX 排放浓度不大于200mg/Nm3,石灰石炉内脱硫效率90%,CO 排放浓度不大于100mg/Nm3。B-MCR 下锅炉效率为93.12%。为研究水冷壁水动力,根据导热式热流计实验测量结果,建立了基于局部物料悬浮浓度的半经验换热模型,并考虑了...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

循环流化床热电气多联产试验及理论研究

煤碳作为我国的主要能源,往往通过单一方式加以利用,为了取得较高的转化效率,导致技术复杂,设备庞大,投资及生产成本高。煤的多联产技术是把以煤为资源的多个生产工艺作为一个系统来考虑,从整体利用效率的角度来提高煤炭资源利用率,则可以更好地解决所面临的资源与环境问题。本文比较全面地综述了国内外多联产技术的研究现状,对其主要方向:以煤热解为基础的热电气多联产技术;以煤部分气化为基础的热电气多联产技术;以煤完全气化为基础的热电气多联产技术进行了评述。为了了解煤的热解、气化、燃烧不同阶段的反应特点,分析反应速率与各项物理因素(如浓度、温度、压力、催化剂、升温速率等)之间的定量关系,本文进行了煤热解、气化、燃烧的热重试验研究。获得了煤在这三种转化过程中的反应特性及其影响因素,从而用于指导试验和工业设计及运行。为了进行煤的多联产方案试验研究,建立了1MW多联产循环流化床热电气多联产试验装置,并进行大量的试验。其中试验主要包括空气部分气化半焦燃烧和...  (本文共204页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
中国科学院研究生院(工程热物理研究所)

循环流化床多联供系统试验研究

中国是个煤炭为主要能源的国家,在煤炭资源中,以含较高挥发分的烟煤和褐煤储量为主。循环流化床多联供技术根据煤不同组分的特点,实现热解、气化、燃烧的分级利用,是适合我国煤炭特点的技术。但目前的多联供技术还处于开发研究阶段:以热解为基础的多联供技术的煤气产率低,焦油含量高;而以部分气化为基础多联供技术尽管产气率很高,但煤气热值偏低。本文提出了一种新型的循环流化床多联供工艺,采用气化炉和燃烧炉耦合方式,气化炉中加入少量空气作为气化剂,以增大煤气化效率,消减煤气中焦油含量,同时由于空气量较小,煤气仍可以保持较高热值。基于循环流化床多联工艺分析,建立了冷态试验系统(燃烧炉高3000mm,直径100mm;气化炉高900mm,直径200mm),并进行了试验研究,结果表明:返料器的进出口压差影响返料特性;燃烧炉和气化炉之间的压差是影响系统稳定运行的关键因素,需要在试验过程中进行监测;当气化炉处于流化状态时,气化炉压差随料位高度线性增大,通过气化炉...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>