【毕业学位论文】（Word原稿）生物质冷态循环流化床流化特性研究-热能工程

分类号 密级 编号 中国科学院研究生院 硕士 学位论文 生物质冷态循环流化床流化特性研究 王 储 指导教师 马隆龙、阴秀丽研究员 广州能源研究所 申请学位级别 硕士 学科专业名称 热能工程 论文提交日期 2009 年 5 月 论文答辩日期 2009 年 5 月 培养单位 中国科学院广州能源研究所 学位授予单位 中国科学院研究生院 答辩委员会主席 马晓茜 in y y a 5/2009 摘要 I 摘 要 生物质资源是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大资源，占世界能源总消费量的10 我国拥有丰富的生物质能资源。据测算，我国理论生物质能资源量约为 50 亿吨 /年。目前可供能源开发利用的资源主要为各类有机废弃物 。 许多生物质的热化学和生物化学转化过程包括燃烧，气化，热解和发酵的研究已经在全世界范围内广泛开展。而大多数生物质的利用过程都 包含流态化过程 。 随着 生物质流化床工业应用研究的广泛开展， 生物质流化床气化 技术 被认为是最有前景的生物质能利用技术之一，但很少有关于生物质颗粒在循环流化床中的流体力学行为研究的相 关报道，而这对流化床的设计和运行有着指导和参考的作用。 生物质颗粒有着与其他类型颗粒不同的特征：密度小、堆积空隙率大、形状不规则、粒径筛分宽，其流体力学行为必然与非生物质颗粒有所不同。 本文研究了冷态实验条件下木屑 和稻壳颗粒 在内径 10m 的循环流化床中的流体力学特性。 应用光纤测速系统 粒测速仪对木屑和稻壳颗粒在循环流化床上升管径向和轴向的颗粒速度 和床层空隙率 进行了测量 。 同时，利用 压变送器 测量了颗粒在上升管运动时不同工况下的床层压降，并且对木屑和稻壳颗粒的操作稳定性进行了分析 。研究发现，木屑和稻壳颗粒在上升管中的流动为典型的环核流动（ 颗粒在上升管中心核区向上运动，床层空隙率较高；在壁面环区颗粒向下运动，床层空隙率较低。床层空隙率随着表观气速的升高而升高，随着循环流率的升高而降低。木屑和稻壳颗粒在实验段 （床层高度 H=基本已经 流化充分 。木屑和稻壳颗粒的 沿床高的压差 随着床高的 升高 而降低，并且稻壳颗粒更容易集中在床层底部使其颗粒浓度和床层压降升高。 通过将截面按径向位置 r/R=0 分为三个区域（ r 为测点到截面中心的距离， R 为横截面半径） ，分析了环区、核区和环核过渡区各自的床层空隙率以及颗粒速度沿床高变化的特点。 同时， 循环流化床的下降管中保持足够的料高是木屑实现稳定循环的必要条件 ，且工作时的循环流率不应大于饱和循环流率，以保证稳定操作。 另外， 本文应用流体力学商业计算软件 木屑颗粒在循环流化床上升管内的气固两相流动进行了数值模拟。选取 流体模型 ，并用 系数，边界条件与木屑颗粒在工况为 s， s)的参数一致。得到的模拟结果（床层空隙率和颗粒速度）与实验值符合的较好，但也存在着一中国科学院硕士研究生学位论文 的差异，如：计算值模拟出了木屑颗粒的出口效应；径向颗粒速度的变化相比于实验值要平滑得多；对于径向空隙率，模拟值显示出在壁面处很薄一层空隙率明显变低 等 ，这主要是由于模型的简化而导致的误差。 关键 词 ： 生物质 流态化 循环流化床 木屑 稻壳 冷态实验 数值模拟 is in 014% of of is to be of It is on of of of of it as of to on of in to to of as to a of in a 0m in of FB by an is to in of is in in of it to in H= of to in of be by r/R=0. At be in 国科学院硕士研究生学位论文 IV FB be FD is to of in of is is as of g=s， s). in is at be 录 V 目 录 第一章 文献综述及选题 .物质颗粒流态化概述 . 生物质简介 . 生物质颗粒流态化 .物质循环流化床 . 流化床的流型 . 循环流化床装置 . 循环流化床的设计因素 .态循环流化床各流体力学参数的测量 . 压差的测量 . 颗粒速度的测量 . 颗粒浓度的测量 . 颗粒循环流率的测量 .文立题背景和主要研究内容 .二章 冷态循环流化床设备及实验方法 .态循环流化床简介 . 冷态循环流化床设备及工作原理 . 冷态实验 .粒速度浓度测量设备 . 设备简介 . 操作前调整 . 标定 . 数据处理方法 .差测量设备 . 设备简介 . 标定 .三章 木屑在循环流化床中的流化特性 .屑原料性质 . 物理化 学性质 . 木屑颗粒的输运速度 . 木屑的空隙率标定曲线 .国科学院硕士研究生学位论文 况选择和操作稳定性 .层空隙率的变化规律 . 床层空隙率的径向分布 . 床层空隙率的轴向分布 .粒速度的变化规律 . 颗粒速度的径向分布 . 颗粒速度的轴向分布 .层压降 .章小结 .四章 稻壳在循环流化床中的流化特性 .壳原料性质 . 稻壳的物理化学性质 . 稻壳的输运速度 . 稻壳颗粒的空隙率标定曲线 .况选择 .层空隙率的变化规律 . 床层空隙率的径向变化 . 床层空隙率的轴向分布 .粒速度的变化规律 . 颗粒速度的径向分布 . 颗粒速度的轴向分布 .层压降 .章小结 .五章 循环流化床颗粒流动的数值模拟 .环流化态气固模型简介 . 一维拟均相模型 . 环核流动模型 . 流体力学模型 .粒在循环流化床中流动的模拟 . 控制方程 . 边界条件和初始条件 . 计算结果分析 .章小结 .六章 结论与建议 .文创新点 .录 文研究结论 .议 .考文献 .要研究成果 . 谢 .第一章 前言 1 第一章 文献综述及选题 物质颗粒 流态化概述 物质简介 一切有生命的可以生长的有机物质统称为生物质，它包括植物、动物和微生物。各种生物质之间存在着相互依赖和相互作用的关系。生物质对人类有着广泛而重要的用途。一切生物质都源自于绿色植物的光合作用。 生物质能源简称为生物质能，它是指蕴藏在生物质中的能量，能够作为能源使用的生物质资源有很多种，大体可以 分为植物和非植物两大类，其中植物类主要包括森林、农作物、草类等陆生植物和水草、藻类等水生植物；而 非 植物类主要有动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。我国拥有丰富的生物质能资源。据测算，我国理论生物质能资源量约为 50 亿吨 /年。目前可供能源开发利用的资源主要为各类有机废弃物，如农作物 秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物和城市生活有机垃圾等。 生物质由于其在能源转化方面的优越性已经引起了全世界广泛的重视。它具有可再生性，不产生温室效应气体，并且可以利用废弃物（如林业和农业废弃物）来产生能源的无可比拟的优点。据估算，现如今生物质占全世界能源供给量的 1014%。许多生物质的热化学和生物化学转化过程包括燃烧，气化，热解和发酵的研究已经在全世界范围内广泛开展。而大多数生物质的利用过程都需要流化的参与。 气固流化床中颗粒的粒度以及颗粒的表观密度与气体密度之差对流化特性有着显著的影响。 在大量实验的基础上提出了 粒分类法，这种分类法只适用于气固系统。 A 类颗粒称为细颗粒或可 充气颗粒，一般具有较小的粒度（ 30100 m）及表观密度（ ，气泡尺寸接近床径，容易出现节涌现象。实验验证 H/d=23时流化效果最好。 第一章 前言 5 物质循环流化床 化床的流型 随着气速从零开始逐步提高，固体颗粒床层由固定床开始发生一系列的流型转变，按顺序分为固定床、散式床、鼓泡床、节涌床、湍动床、快速流化床和气力输送床。 当气速低于初始流化速度时，固体颗粒处于静止状态 ，气体通过颗粒间的间隙流过床层。 这时 的床层为固定床。床层压降非常稳定，波动极小，压降随气速的增加而增加。 当气速提高至初始流化速度时 ，提高的气速首先导致床层发生均匀膨胀， 使 气体通过比固定床略大的颗粒间隙流过床层。此时床中并无气泡产生，压降波动仍然较小，其流化状态称为散式流态化。 当气速进一步提高到最小鼓泡速度时，床层开始出现鼓泡，压降波动明显增加。床层底部的气泡导致多余的气体以气泡的形式通过床层。气泡在上升过程中互相聚集，尺寸不断长大，直到到达床层表面并破裂，这时颗粒的混合和床层压降波动变得非常明显，气体的返混增强。出现鼓泡现象的床层称为鼓泡床，相应的 流型 称为鼓泡流态化。 对于 比较细而长的流化床，进一步提高气速，将导致气泡在上升过程中进 一步长大而接近于床层截面尺寸，形成气栓。此时床层压降出现剧烈的但却非常有规律的脉动，这种现象被称为节涌现象。其相应的操作称为节涌流态化。 随着气速的进一步提高，床层湍动加剧，气泡尺寸变小，并且边缘变得模糊不清。此时虽然床层表面（即浓相区与稀相区的界面）仍然存在，但已变得比较模糊。相对于鼓泡床和腾涌床来说，此时床层压降的波动频率大大提高而振幅明显减小。这是流化床处于湍动流化状态，相应的流型称为湍动流态化。 在湍动流态化下继续提高气速，床层表面将变得更加模糊，颗粒夹带速率也随之增大，颗粒不断的被气流夹带离开床层 。当气速增大至某一临界速度 6时 ，颗粒夹带速率将有一个明显的提高。只是在没有颗粒补充的情况下，床层颗粒将被很快吹空。如果有新的颗粒不断补充进入床层底部，或者通过气固分离设备及下行管回收带出的颗粒，这种操作便可以不断维持下去。此时的流态化称为快速流态化，相应的流化床称为循环流化床。 继续提高气速，流态化操作将进入稀相气力输送区域。床层压降主要用于悬浮和输送颗粒并使颗粒加速。空隙率的轴向分布保持一致。此时床层处于气力输运床 17。 中国科学院硕士研究生学位论文 6 环流化床装置 工业用的循环流化床具有不同的结构形式（如图 总体而言，循环流化床由上升管、气固分离器、伴床及颗粒循环控制设备等部分构成。气固两相在上升管内可以并流向上、并流向下或逆流运动。 图 物质循环流化床气化装置 of 化气体从上升管底部引入后，携带由伴床而来的颗粒向上流动。在上升管顶部，通常装有气固分离装置（如旋风分离器）。颗粒在这里被分离后，返回伴床并向下流动，通过颗粒循环控制装置后重新进入上升管。在实际工业应用中，上升管主要用作化学反应 器，而伴床通常可用作调节颗粒流率的贮藏设备、热交换器或催化剂再生器，甚至单纯 作为 立管以构成颗粒的循环系统 18。 操作中还需从底部向伴床中 输入 少量气体，以保持颗粒在伴床中的流动性。 有效地控制和调节颗粒循环流率是实现循环流化床稳定操作的关键。常见的颗粒循环控制方式有机械式如滑阀、蝶阀、螺旋加料器等，以及非机械式的 L 阀、 J 阀、 V 阀、 双气源阀等。颗粒循环控制设备的另一个重要作用是防止气体从上升管 向伴床倒窜。 根据循环流化床结构及操作条件的不同，目前工业用循环流化床装置儿可主要分为气相催化反应器及气固反应器两类。 催化裂解提升管反应器（ 循环流化床燃烧反应第一章 前言 7 器（ 这两种反应器的典型例子。 环流化床的设计因素 当进行上升管反应器的设计时，首先应根据所需气体处理量，确定操作气速及反应器直径。选择的操作气速必须满足快速流态化操作的要求，同时又能保证过程所必须的气、固接触时间。反应器的高度的确定主要依据停留时间的要求。对于颗粒的循环流率，也要根据实际反应掉的颗粒量来进行调节和补充。 化学反应特性与催化剂性能是循环流化床反应器设计时应考虑的主要因素。床层结构及所选定的操作条件应适应化学反应的要求。如当固体颗粒 本身为反应物，且要求完全转换时（如煤和生物质的燃烧气化，催化剂的再生等），应考虑能够增加颗粒浓度（及返混），延长颗粒停留时间的措施，如使用气垫弯头式的出口结构等 19。 颗粒的循环流率控制装置的作用不仅是调节和控制颗粒循环，以达到所要求的颗粒循环流率，而且也帮助防止气体从上升管 向 伴床的“反窜”流动。特别是在上升管中与伴床中进行不同气氛的反应过程时，杜绝 “ 反窜 ” 尤为重要。 上升管的出口结构具有各种各样的形式。对于催化反应，由于必须严格控制反应时间，人们精心研制了各种形式的气固快速分离器。 这类分离器主要是利用颗 粒在床层出口处的巨大动量及其与气体之间的动量差，使 颗粒借助惯性与气体迅速分离的。因此这类分离器通常也成为惯性分离器。典型的颗粒循环流率控制装置和上升管的出口结构可以参考文献 20。 伴床的设计应保证能提供足够的压头，以达到系统所需的颗粒循环流率。在有些情况下，由于伴床处于密相流化床操作，具有较高的传热系数，因此传热表面设置与伴床内。在伴床也作为反应器使用时，需要根据反映特性来选择操作条件。 循环流化床设计还应考虑的其他因素 ， 包括温度、压力的影响，颗粒物性的影响，材质的选择，以及二次风量及其进口位置的影响， 颗粒返回上升管进料高度的影响等。由于这是一个非常复杂的问题，实际设计 时 ，必须结合具体情况处理。 态循环流化床各流体力学参数 的测量 差的测量 压力和压差是流化床中最常见的测量参数。它们能直接或间接的反应出床内固体颗粒的浓度、加速度、气泡行为和颗粒团聚行为。 中国科学院硕士研究生学位论文 8 流化床中最多测量的是时均压差和瞬时压力脉动。测量时均压差最简单的办法是液柱压力计，如常见的 U 型管压力计。液柱式式压力计的优点是简单、易做、直观和可靠。缺点是无法得到压力的瞬时值，且精度不高，对于有压力脉动的测量更是如此。 另一种常见的压力测量手 段是弹性式压力计。它 是根据弹性元件受压后产生的变形与压力有关的原理制成的。这种压力计常常被做成压力传感器。常用的压力传感器有电容压力传感器、压力应变片传感器、电位器压力传感器、电感式压力传感器等。 弹性式压力计广泛地应用于时均压力及瞬时压力的测量。这种压力计精度高，量程广，价格合理，灵敏度高，可与计算机连接进行自动数据采集和分析。在流化床流体动力特性的研究中，这种压力测量方式已被广泛地应用于测量绝对压力、相对压差和压力脉动 26,27。 粒速度的测量 常见的颗粒速度测量方法一共有五种 21，分别为： 和 方法。 1、 这种方法是通过 测量流动路径上颗粒施加给小物体的力 来得到颗粒速度的值 。为了得出颗粒的速度，我们还必须同时知道颗粒的浓度。当然，如果知道 浓度 也可以用来测量颗粒 速度 ，有人就用这种方法加上高速摄影来测量 颗粒 浓度。 这种方法的缺点在于 标定麻烦 ，从而 限制 了它的 应用。 2、 这种方法是通过 在流动路径上收集颗粒来确定颗粒的质量流率和 速度。要得到速度，也需要当地的颗粒浓度。 以上 两种方法 优点 在于设备简单， 缺点 在于影响流场，并且 测量速度的前提是 同时需要知道颗粒浓度。 3、 摄像法。高速摄像法事研究流化床颗粒行为的最常见的手段之一。经过研究相连照片上示踪粒子的 关系 ，可以得到颗粒的运动方向、速度和加速度。这种技术的原理简单，由于拍摄速度或每秒帧数是已知的，只要在画面上量出颗粒的运动距离就可以得到颗粒的速度、运动方向和加速度。这种方法最大的优点是对流化床内气固两相流场没有干扰，并能对流化床内的颗粒运动提供直接 的感性认识，但是图像分析困难，无法实时采集数据，而且一般只能局限于测量二维流化床中的颗粒运动或三维床壁附近颗粒的流动。 4、 这种方法的 原理是利用光的频率会因为 多普勒偏移 效应在遇到运动的物体时 散射来 测量该 颗粒的速度 22。 该种方法已经被证明了可以很精确的测量气固速度及气固 悬浮。只要 通过加入很小的示踪粒子，速度测量范围 可以 从蠕动到超音速。缺点在第一章 前言 9 于只能测量光可以通过的地方，而且设备昂贵，安装调试比较困难。 5、 种方法的原理是颗粒 沿着流动方向并排 被 测量两次 ，根据反射光特性来计算出颗粒速度 。 有两种方法： 一种是根据在测量体积内颗粒浓度变化会改变电压，如果在两个足够接近的测量点测到电压的变化，颗粒的速度就可以根据两个信号的互相关性得出。另一种是可以发出和接收激光的光学探针来检查颗粒通过探针时的信号，并根据相邻探针的信号进行互相关分析得到颗粒的速度。当颗粒通过相邻的两个探针的时候，两个返回的激光会有个时间延迟，通过这个时间延迟就可以算出速度。同时，根据返回激光的强度可以分析出颗粒的浓度，大小等颗粒特性。缺点在于很有可能测量的是颗粒群 而不是单个颗粒的速度。颗 粒群比颗粒会造成更大强度的反射光线。由于单个颗粒更倾向于相对较高的速度移动，因此这种方法容易低估单个颗粒的速度而高估颗粒群的速度 。 粒浓度的测量 以下介绍几种颗粒浓度的测量方法： 1、利用放射性元素法：当 X 或射线经过流化床床层时，固体颗粒能吸收 X 和射线。基于此原理， X 或射线可以用于流化床中研究气泡行为及测量固体颗粒的浓度。 在用放射性 技术测量固体浓度时，首先要有 一个放射源对气固流发出强度为 X 或者射线，同时在床的另一端装有射线接收探头，把接收到的 X 或射线转换成电子阶越信号，然后 经过一个积分器把 这些阶越信号积分后再转换成直流信号。该直流信号正 比于射线探头所接收到的 X 或射线的强度 粒浓度越大，射线减弱越多，电信号将越小。 2、 光纤颗粒浓度测量法：在流化床流动特性的研究中，光纤探头也可以用来测量固体颗粒的运动速度及浓度。因为光线技术有着简便易用，精度高，成本低的特点，它已经在流化床的研究中得到了广泛的应用。 颗粒浓度的光纤测量系统一般是由光源、两束光纤束、光电倍增管、 A/D 转换器和计算机组成的。光源发出的光经过一束光纤照射到颗粒群，反射光则通过另一束光纤传到光电倍增管而被转换成电信号。光电倍增管 产生的电信号强度正比于输入光信号的强度，放大后的电信号可直接输入计算机做进一步的信号处理。经过标定，此光纤测量系统就可用来测量流化床中的颗粒浓度。 3、其他方法： 摄像 法 可以用于研究流化床中的颗粒浓度、速度和颗粒团聚行为。 在用摄像技术研究颗粒团聚行为时，一般使用灰度来定义颗粒的浓度。颗粒浓度越大，灰度就越大。快速取样法也是流化床中测量颗粒浓度的一个方法。它的基本做法是将取样器插入流化床中，突然关闭一定空间而过的固体颗粒，然后将取样器取出流化床，打开关闭的中国科学院硕士研究生学位论文 10 空间，称得采集到的颗粒质量。因为所关闭空间的体积是已知的 ，所以可以极容易的求得颗粒浓度。 粒循环流率的测量 流化床内颗粒循环流率的测量方法主要有直接观察法、蝶阀测量法和切换法。 1、直接观察法：直接观察法的原理是观察循环流化床下行床中颗粒沿壁面下滑的速度，然后假定颗粒在下行床中的下滑为平推流，通过计算可以得到颗粒的循环流率。这种方法的好处是测量简单直观，但是颗粒在下行床中 的 下滑并非理想平推流，而且沿壁面下滑的颗粒速度有时会沿高度变化，甚至同一高度不同径向位置的颗粒速度都不同，因此这种方法误差比较大。 2、蝶阀测量法：这种方法是在下降管中装入一蝶阀，上开小于颗粒 粒径的小孔以减小对系统压力分布的影响 23。在测量时迅速将阀门关闭，然后测量阀门上颗粒的堆积速度从而得到固体颗粒的循环流率。这种方法的 优点是 准确性高，装置简单，缺点是不能够测量过大的循环流率。 3、切换法：做法是将经过旋风分离器分离的固体颗粒突然切换到另一个和 下降管平行的测量管，收集一段时间 再 将 颗粒切回 24。这种方法的 优点 在于准确性高，缺点在于有可能影响系统中颗粒的运动及压力平衡。 文立题背景和主要 研究内容 循环流化床自问世以来，已经得到各国学者的广泛研究，并已取得工业化应用。用来研究循环流化床中多 相流的流体力学行为和参数的冷态实验已经取得了许多进展 22,25，并得出颗粒的流动规律：循环流化床上升管可以分为密相区和稀相区；颗粒在稀相区的流动具有环 核结构 (特征；颗粒的入口和出口效应等。但是，大部分文献所选用属于 类法中的 B 类或 A 类颗粒如沙子、 流化较容易的颗粒，密度大、形状规则，粒径分布比较窄。 随着 生物质流化床工业应用研究的广泛开展 26,27，生物质流化床气化 技术 被认为是最有前景的生物质能利用技术之一，但很少有关于生物质颗粒在 循环流化床中的流体力学行为研究的相关报道，而这对流化床的设计和运行有着指导和参考的作用。 生物质颗粒有着与其他类型颗粒不同的特征：密度小、堆积空隙率大、形状不规则、第一章 前言 11 粒径筛分宽，其流体力学行为必然与非生物质颗粒有所不同。据文献 7报道，如今取得的生物质颗粒流化行为的成果主要局限于低速流化床的颗粒流动，如何达到流化的方法，颗粒的混合与分离以及颗粒的停留时间等。而对于生物质颗粒在整个循环流化床中的流体力学行为以及速度、空隙率、压力的分布尚未见报道。 本文的主要研究内容为： 1、介绍在本实验所采用的工业级冷态生物 质循环流化床内各流体力学参数的测量方法及流化床的操作方法； 2、以常规生物质木屑为原料，研究其在工业级冷态循环流化床内的流体力学特性，包括工况比较、操作稳定性分析、颗粒浓度与速度的全场分布、沿床层高度变化的压降规律； 3、选取生物质稻壳为原料，与木屑相同，研究其在循环流化床中各流体力学参数的变化规律，并与木屑颗粒 的结果 进行比较； 4、利用双流体模型，应用商业流体计算软件 木屑颗粒的全场流体力学参数进行模拟，并与实验结果进行比较分析。 12 第二章 冷态循环流化床设备及实验方法 13 第二章 冷态循环流化床设备及实验方法 态循环流化床简 介 态循环流化床设备及工作原理 图 循环流化床冷态实验的装置图。 图 态循环流化床装置图 of 要由上升管，旋风分离器，下降管， 料器，罗茨风机，转子流量计等几部分组成。其上升管的内径为 10m，用有机玻璃制成。本实验入口和出口分别选用了 入口和 T 型出口 20,31。 事实上，典型的上升管入口有：有内部喷嘴的二次风型、 、 L 阀型、 J 阀型、H 阀型、文丘里型和螺旋加料器型等；典型的出口有： L 型直角弯头、 T 型弯头、有导向板的直角弯头、 C 型平滑弯头、直接喷嘴型和带内旋风分离器的出口结构等。 入口的特点在于：更加稳定的操作工况；更适用于 型颗粒；循环流率相对较小；强约束作用。而 T 型出口的特点在于：强约束作用；出口处会聚集大量颗粒使此处浓度相中国科学院硕士研究生学位论文 14 对较高；在上升管的出口区域会有强烈的湍流和固体颗粒回流现象发生。基于实验设备的易加工性和稳定操作工况的易达到程度，本文选取了 入口和 T 型出 口。 对于本实验所采用的装置，其工况控制主要由调节上升管的输送风量 流化气体 料器的松动气 实现。 表的是控制实验的一个主要参数 调节 大小可以控制加入到 的气体量，从而达到 调节 循环流率的作用。 确定操作工况的步骤如下： （ 1） 打开风机，先调节 所需流量（固定表观气速）， （ 2） 调节 量循环流率 （ 3） 不断调节 到测量得到的循环流率达到要求为止 循环流率的测量装置如图 示，该装置安置在下降管上部的一段。此处的下降管被有机玻璃挡板分割成 两个腔室，挡板 用细纱网缠绕而成。这样即能截断颗粒，又能使空气通过。正常运行时挡板 到垂直状态，使颗粒在下降管中顺利通过。测量循环流率时则将 至水平位置，截断物料的下落，并同时测量物料堆积至一定高度 L（ 20的时间 t，则上升管的循环流率可由如下公式计算： t/ (2其中， 下降管截面积， 上升管截面积 ， 为堆积空隙率。 态实验 该实验测量点的选择示意图如图 2 所示。 颗粒速度和空隙率的测量则选取上升管稀相段距布风板高度为 H=测量平面来测量，每一个平面都选取 18 号 8 个径向位置 r/R=0， 测量。测量仪器采用中国科学院过程工程研究所生产的 光导纤维测速仪，该仪器是一种主要用于测量气固、液固两相流动系统中颗粒物料运动速度的多相流检测仪器 ，能够测量两相流动中颗粒运动速度的统计分布及平均值；通过适当的标定，也可由信号的电压平均值得出物料的相对浓度或空隙率。压差的测量选取上升管距布风板的高度为 H=一个测量点都通过测压管相连的橡胶管链接到差压传感器上，用来测量相邻两测量点之间的压差。 第二章 冷态循环流化床设备及实验方法 15 图 验测量点位置示意图 of 现了木屑颗粒的静电现象。 图 屑颗粒的静电现象 he of 电现象对气固两相流冷态实验的影响是很大的 32， 主要有两点： 1）静电过强时，物料颗粒会吸附在光纤探头的头部，使测量结果不准确，甚至