颗粒团聚是稠密气固两相流动中的一个重要现象,该文定义了颗粒团聚合力的概念来表征稠密气固两相流动中颗粒所受到的团聚效应,对单个颗粒进行了全受力分析,得到了聚合力的线形模型表达式.采用聚合力的线形模型,将两相流场分为稀相区和浓相颗粒团,将颗粒团视为整体离散相,文中数值模拟了循环流化床内的稠密气固两相流鼢动,得到了床内颗粒团分布、颗粒团大小、床内空隙率、气相速度、颗粒相速度的详细分布,揭示了循环流化床内稠密气固两相流场的规律,以及循环流化床内两相流场的核心-环形流动结构.计算结果与前人实验结果相符并表明,采用该模型及其算法模拟循环流化床内稠密气固两相流动是可行的.

构造强守恒形式N－S离散方程组，耦合求解速度和压力修正方程，κ-ε双方程模型模拟湍流粘性。在方程离散中，采用以加权平均方法计算胞元界面上不连续的几何因子，以保持坐标转换的光滑性；以迭代方式考虑交错压力梯度项，并对常规形式压力方程结果进行二次修正。计算结果表明，针对局部非光滑且远离正交性的炉内网格体系，上述特殊数值方法对保证求解精度和收敛性具有关键作用。采用3D－PDA（三维激光多谱勒固粒运动分析仪）对670t/h四角切圆炉的1：20模型内冷态流场进行了测量。数值模拟结果与实验结果基本吻合。

本文采用数值模拟方法计算了煤粉颗粒所受的Magnus力,考察了颗粒的旋转速度、流动Re数对Magnus力的影响,并且给出了相应的关系公式.通过比较煤粉颗粒在运动过程中所受到的Magnus力与气动力的大小,得出:当煤粉颗粒的旋转速度为1800转/分时,其大小约为气动力的1%,因此在实际的煤粉颗粒受力分析中是完全可以忽略该力的.

气固两相流体绕流方形截面柱体的流动对于理论研究和工程应用都具有重要意义,但由于其复杂性人们对它的认识还很初浅.文中应用三维颗粒动态分析仪(3D-PDPA)对较高雷诺数下气固两相流体绕流方形截面柱体的流场进行了测量,得到了两相绕流的时均速度场和速度脉动分布等数据,并分析了颗粒的存在对流场的影响.研究发现载有颗粒的气固两相方柱绕流存在回流区,其两相方柱绕流的尾迹区长度比单相绕流尾迹区短.在流向方向上可以把绕流后流场大致分为靠近方柱的基本区和远离方柱的近尾迹区两个区域,基本区内各方向的速度脉动程度都非常强,颗粒脉动比气流脉动强;而近尾迹区内速度脉动较弱.在横向方向上,y/D＜1/3区域内气流速度脉动强度很高,而且颗粒脉动比气流脉动强度高;在y/D＞1/3区域内则脉动强度很低.研究结果对于认识较高雷诺数下气固两...

为了研究温度历程对气固反应的影响，根据可调加热速率和恒温温度的反应器的要求，设计了线网反应器的结构和控制电路。通过对所搭建的线网反应器实验台进行温度标定，并且进行实验，得到不同的升温速率和最高恒温温度对于煤热解特性的影响，通过与实验结果进行比较后，验证了反应器的可靠性。线网反应器实现了0～1000K／s的可调加热速率，并可在1000℃以下的设定温度保持给定的停留时间，大大强化了对气固反应的研究能力。

为了说明高速摄像技术的一些特点,及其在多相流场颗粒运动规律研究方面的潜力,以循环床锅炉出口区域颗粒运动测量中的应用为例,采用高速摄像系统捕获可视化流场的图像,再进行图像分析和处理.通过对颗粒的运动速度、运动轨迹和密度分布等信息进行测量的结果表明,利用高速摄像技术能够成功地研究复杂流场的颗粒运动规律.

采用人工智能中的模糊逻辑方法进行气固两相流动PTV测量中的颗粒识别，因更多地模拟人脑的思维过程使得识别效率得到大幅度的提高，同时，在识别过程中可以获取大量有关颗粒本身的信息，如形状和尺寸等，由此可将气固两相流动中的不同尺寸的颗粒区分开，从而可实现对气固两相流动的测量。

显微PIV系统可用于流体微观层次以及微流体流动的测量,可获得流体速度的场信息以及其中颗粒的场信息.本文主要介绍显微PIV系统所涉及的显微图像获取技术以及图像处理算法.该系统由硬件与相应软件系统组成.其中,硬件主要包括放大倍数为1000倍的光学显微镜以及最大拍摄速度为10000帧/秒的高速摄像系统;IMPACT软件为自行开发的基于C++系统的面向对象程序,其中内嵌多种数据处理与分析算法.通过对尺寸为1μm颗粒运动的测量,对不同数据处理算法进行了检验,结果表明:建立的显微PIV系统可有效获得微观流体流动的图像并可准确进行数据的处理,该系统完全可用于微观流体流动的测量.

本文采用数值模拟方法计算了煤粉颗粒所受的Ｍａｇｎｕｓ力，考察了颗粒的旋转速度、流动Ｒｅ数对Ｍａｇｎｕｓ力的影响，并且给出了相应的关系公式．通过比较煤粉颗粒在运动过程中所受到的Ｍａｇｎｕｓ力与气动力的大小，得出：当煤粉颗粒的旋转速度为１８００转／分时，其大小约为气动力的１％，因此在实际的煤粉颗粒受力分析中是完全可以忽略该力的。