低料位操作下气固挡板流化床的压力脉动特性

1、中文摘要低料位操作下气固挡板流化床的压力脉动特性摘要：基于当前的这一套机玻璃流化床冷模实验装置，还是应该要将CRP-1催化裂解催化剂颗粒直接幻化成为内部固体介质，并将常温空气作为一项流化介质，通过对气速的不断调节，初始装料高度（H ）为450 mm的操作条件下，内构件安装在静床高度上方的操作模式，分析床层内的压力脉动特性。结果表明：单构件床内平均压力随表观气速的增大将出现三个阶段：0.04 Ug 0.48 m/s，平均压力随表观气速的增大缓慢增大；0.48 Ug 0.83 m/s，平均压力随之快速增大；0.83 Ug 1.14 m/s，平均压力随之几乎不变。伴随着轴向高度的不断增大，压力也会呈

2、现出逐渐下降的情况。伴随着床层高度的逐步升高，压力脉动标准也会急剧下降。特别是在床层底端，床层升高之后，床层的中部压力脉动标准偏差随床层高度变化不大，0.6 m的床层在不断增高的这一过程当中，压力脉动标准偏差比值也会呈现出先增大后减小的这一情况。当气速在0.04 m/sUg0.44 m/s范围内时单构件流化床中的气固两相处于湍动流态化阶段。当0.44 m/sUg0.83 m/s时，流化床内气固两相处于鼓泡-节涌过渡流态化，压力脉动功率谱密度曲线表现为单主频，并且主频密度值远大于其他频率所对应的密度值。当单构件床中气固两相处于鼓泡流态化阶段（Ug0.83 m/s）时，主频功率与相邻频率的功率差别

3、较鼓泡-节涌过渡流态化而言较小。关键词：气固两相流；流动特性；压力脉动；功率谱毕业设计（论文）外文摘要Title Pressure pulsation characteristics of gas-solid baffle fluidized bed under low level operationAbstractBased on the present series of mechanical fluidized bed cold model experimental apparatus, it is still necessary to convert the crp-1 catalyt

4、ic cracking catalyst directly into the internal solid medium and use ambient air as a fluidizing medium for passing the gas velocity. The internal components are installed in the operating mode above the bed height in order to analyze the pressure pulsation characteristics within the bed by continuo

5、usly adjusting under the initial load height (H) 450 mm operating conditions. The results show that the mean pressure in the single component layer increases with increasing surface gas velocity in three steps: the average pressure increases slowly with increasing surface gas velocity; the mean pres

6、sure increases rapidly. It is almost unchanged. As the axial height increases, the pressure gradually decreases. As the height of the bed increases gradually, the pressure pulsation criterion also decreases sharply. In particular, the standard deviation of pressure pulsation at the bottom of the bed

7、 shows the standard deviation of the pressure pulsation at the center of the bed, when the standard deviation of the pressure pulsation increases first and then decreases in the process of increasing the height of the 0.6 m bed, which is hardly changed by the height of the bed. When the gas velocity

8、 is in the range of 0.04M/sUg0.44M/s, gas-solid two-phase flow in a single component fluidized bed is at the stage of Turbulent Fluidization. In the case of 0.44m/sUg0.83M/s, the gas-solid phase in the fluidized bed is in bubbling bottle transition fluidization, and the pressure ripple power spectra

9、l density curve appears as a single dominant frequency and is much larger than the density value corresponding to the other frequency density value. When gas-solid two-phase in a single component bed is at bubbling fluidization stage (Ug0.83M/s), the power difference between the main frequency power

10、 and the adjacent frequency is smaller than that of bubbling bottle transition fluidization.Key words: gas-solid two-phase flow; flow characteristics; pressure pulsation;power spectral densities (PSD)目 录1 绪论- 1 -1.1 研究背景- 1 -1.2 压力脉动特性的研究- 2 -1.3 本课题研究的目的及意义- 4 -2 实验部分- 4 -2.1 实验装置及流程- 4 -2.2 实验介质及操

11、作条件- 6 -2.3 实验装置中测点分布- 6 -3 实验结果与讨论- 7 -3.1压力脉动信号的标准偏差分析- 7 -3.2单构件床内流动过程及其变化规律- 8 -3.3单构件床不同轴向位置的压力分布- 9 -3.4单构件床不同轴向位置的压力脉动标准偏差特征- 10 -3.5床层不同轴向位置的压力脉动标准偏差与压力比分布特征- 11 -3.6单构件床h=0.45 m处压力脉动功率谱密度分析- 12 -结论- 18 -参考文献- 19 -致谢- 21 -1 绪论1.1 研究背景在当前的石油、轻工等诸多行业当中，大量的颗粒与粉尘状固体材料已然被直接直接当成了催化剂。将气体与液体这二者进行比较，

12、这些块状固体在加工、储存等诸多方面仍然存在极大的弊端。为此，人们必须要清楚的认识到一点，这一块状固体材料表现出了强大的流体性能，这也被直接称作为固体流态化这一现象。在当前的流化工程当中，一共包含了五个重要的研究领域1，其所涉及的工艺、系统等范围极为广泛，所普及的应用范围也变得极为广泛。特别是当前的流化床技术在工业方面已经得到了一定的应用，在现代工业当中也得了大规模的普及，温克勒在1922年的时候，就已经将粉煤气化的气固流化床运用了起来，并取得了一定的成就。在同一时间，美国也还专门建构起了第一座石油催化裂化流化床反应器，流态化技术也在物理操作、矿产资源等方面得到了极为广泛的应用。对于鼓泡床和湍流

13、床这两项工具而言，其主要表现出了颗粒浓度高、气固接触时间长等诸多特点，在传播的过程当中，整个传热效率也极为迅速。但是，在当下的鼓泡床或湍流床当中，一旦细颗粒在湍流床已经直接被流化，床内气泡也会表现出较大的状态，整个气固接触效率也会大幅度降低下来。所以，此时则应该采取将气泡性能分散、减小气泡尺寸等多种措施来加以于应用。张永民等还专门针对于挡板内构件进行切实的开发，最终证实了一点，只要在床内安装构件，那么则可以很好的抑制气泡的生长情况，在这一情况之下，整个床的流化质量也会得到大幅度的提升。所以，在流化床当中直接加入一项内构件才是当下要务。此外，在安装内构件的时候3，其下方一定会出现“空腔”这一情况

14、，物料的位置也会出现一定的变化，由底部直接会转移到内件上部，在这种情况之下，上方的床身高度也会陡然增加。在一般的内部构件当中，其主要包含了水平构件、垂直构件等在内的三个部分。在这一项目当中，其一般都是直接基于河北工业大学张少峰课题开始研究，从而让塔内气液接触性能得以大幅度增强。当处于气液平行流柱当中进行一系列实验，其已经直接表明了一点5，气液旋流与射孔流动这二者会产生极强的相互作用，此时的内部构件的压降也会大幅度的下降。在这一课题当中，还会专门将一套填加双立体旋流筛板内构件的流化床冷模实验装置之上来进行分别化测验，由此了解到鼓泡床与湍动床这二者之间的压差脉动所存在的特性。1.2 压力脉动特性的

15、研究事实上，在当前的这一压力脉动信号当中，其主要能够直接将流化床内部气泡特性、物料特性等全部都反映出来。压力脉动信号不仅可以用于识别不同流型、判断流化床内部两相流化质量，还可用于流化床故障的指示，因此压力脉动特性分析是研究流化床的重要手段。在当前的这一鼓泡流化床当中，气泡在发生运动之后，此时也会产生极强的压力波动。气泡主要会存在于流体力学、气固混合等多个方面之上。在20世纪50年代与60年代的这一时期，大部分的相关人员已经正式在流化床当中详细的了解到了当下的这一种压力脉冲现象，究其原因，其实仍然存在诸多差异。在大部分人的眼中，压力脉冲与床层高度波动存在着极强的关联，在这种情况之下，气泡也会直接

16、从床层表面逸出，压力脉冲也会由此产生。除此之外，另外一种观点则是觉得，当气泡运动发生之后，这必然会引起后续的一系列流动模式，整个压力脉动也会受到极大的影响6。前人还专门针对于压力脉冲信号进行详细的研究，在压力脉冲当中也没有形成一种直接化的聚结情况，这也无法很好的开展一系列的气泡运动。床面附近的压力脉动与气泡的运动这二者之间存在极大的关联，之所以会出现床面中部的脉动情况，还是因为小气泡和大气泡这二者被聚结在一起引发的合力。Van derschaaf 等还专门针对于鼓泡流化床压力波动的实际情况来做出判断，并切实地了解到高速度、压力波的上升运动等乙烯类情况，一旦此时的传播速度变小，那么气泡也会陡然上

17、升。一般而言，压力保持着向上运动幅值的这一状态，整个流化床压力脉动也表现出了非常明显的波动,其所涉及的信号也能够直接将流化床的各种信息是全部都传递出来，从而再将脉动信号全部都了解清楚，并尽快推动流化床这一问题能够予以解决。在当前的这一课题当中，主要还是会在流化床当中直接设置一块立体旋流筛板形式的挡板内构件，通过这种方式来让全床流化质量得以提升。1.2.1压力信号脉动的标准偏差分析所谓压力脉动标准偏差指的就是在这一整个流化床内部两相流动的综合指标，其可以将两相整体的流动状态直接反映出来。在这一次的实验当中，其所用的设备、物料等都保持着极为统一的一致性，所以在进行这一次实验的时候，还是应该考虑到其

18、中所存在的中压力脉动标准情况。 在进行数据分析的时候，标准差分析法则显得十分适用，其在整个社会当中都得到了极为普遍化的运用 7,8。通过利用标准偏差这一种方式来进行分析之后，此时则可以将任意时刻的瞬态压力直接予以分阶，从而划分成为平均值P与波动值P这两项的和，具体如下平均值P主要指的是轴向压力值。当P的均值为零，任意一个测量点的压力标准偏差S也会表现出以下状态在这一方程式当中，N主要代表的就是采样数据个数。在鼓泡流化床当中，压力波动一般都是由气泡运动所产生。薛军鹏等9则是针对于当前的大颗粒流化床上进行分析，气泡在不断运动的过程当中，其也会产生诸多一系列变化，这会直接影响压力数据的实际波动情况。

19、针对于流化床压力信号低频分量进行切实的分析，由此可以直接判断出此时流化床物料正处于流化状态。张永民等10还专门将床层压力脉动情况了解清楚，并通过运用动态压力信号的标准差来直接说明整个压力脉动的实际大小。最终结果已经直接表明了一点，当表观气速不断增大，压力脉动则会表现出先增大后减小的状态。压力脉动的峰值点本就是这个床泡状流化与湍流流化的起始点。由此可见，流化床压力脉动与气泡特性这二者呈现出了极为紧密的联系，床层的平均气泡直径也在大幅度的减小。1.2.2功率谱分析在进行频域分析的时候，功率谱分析则是一种使用较为普遍的方式。其所坚持实际基本原理具体如下：用相关函数来准确的描述某一时刻数据与另一时刻数

20、据这二者之间所存在的关系，具体情况如下：xxt=minT1T-T2T2xtxt+d函数发生变化之后，具体情况如下：P=-+xxte-itdt由此可见，功率谱密度函数在发生切实的变化之后，我们也能够清楚的直到能量在频域的实际分布情况，在对功率谱图像进行进一步分析之后，流化床的一些性能也能够直接突显出来。对于功率谱而言，其最为重要的一项特征就是存在一个尖峰区(主频），其所具备的能量最大，相对应的频率、高度等多项参数也会产生息息相关的联系，在这种情况之下，流化床的操作状况也能够被直接反映出来。在测定功率谱的这一过程当中，还应该对于流动域予以定性与定量判断，从而让这一流域划分得更加准确11，由此可见，

21、功率谱密度函数压力时间序列也会直接予以明确下来。刘宝勇等12在采集分布板这一情况之下，轴向高度的瞬时压力波动信号的功率也会大大增加，从而了解其中的一个最大振幅最大点(主频），并直接了解到固体颗粒循环速率变化、操作气速变化等诸多情况。在气固两相流这一领域当中，Svoboda等13还专门针对于流化床中气速、颗粒直径等多个方面的对应关系了解清楚，学者刘燕等14再将功率谱和Hurst对大颗粒三相流化床压力脉动综合分析得出了大颗粒循环流化床压力实际波动信号。基于上述的实际情况看来，在进行循环流化床的流体动力学研究的时候，还是应该对于具体的装置类型进行处理，特别是要清楚的了解到下流化床的流动特性。流化床的

22、压力脉动能够将流体在床内的瞬时流动状态直接反映出来，从而了解整体的流动规律，压力脉动信号本身就具备一定的随机性，其在释放压力脉动信号的时候也必然会表现出这一特性。1.3 本课题研究的目的及意义针对于以往的实际研究情况看来，前人早已经证明了一点，在床层内部可以直接安装一个构件，通过这种方式，整个全床流化质量也能够得以提升。在这一次的实验研究过程当中，在床层内低料位添加一个旋流筛板内构件，此时则能够更加直观的了解到其的压力（压差）脉动特性，并对其做出深度的分析。针对于不同的实验条件来进行比较，从而了解到床层压力脉动实际标准偏差值，从而真正了解到床的压差脉动特性的详细信息，这一思想指导也会进行到位。

23、2 实验部分2.1 实验装置及流程整个实验装置以及具体的流程具体参见下图1：在这一装置主体当中，其主要涉及了小直径的床层段、旋流筛板式气固挡板等多个部分，在了解其中存在的旋风分离器与旋流筛板式气固挡板当中，并选择一种透明的有机玻璃。在选择床层段的时候，尺寸则表示了90 mm3350 mm，整个沉降段尺寸也达到了280 mm2200 mm / 380 mm900 mm，再将扩径段的高度直接拔高，总体达到了200 mm和100 mm；在床层底部分布器之上来均匀的开设起个直径为5 mm的小孔，整体的开孔率已经达到了2.78%。在当前的这一旋流筛板式气固挡板当中，其主要包含了内筒、外筒等多个部分，并通

24、过SLA光敏树脂3D打印这一种方式来制成。外筒外径与壁厚这二者之间达到了100 mm和5 mm，相应的，内筒外径与壁厚分别为20 mm与3 mm，旋流筛板厚度一般为1 mm，扭转角度则达到了90，在每一块板上需要均匀开设34个小孔，每一个直径需要保持在5 mm。内筒和外筒需要直接控制在同一轴线之上，并将其直接固定在内筒、外筒的壁上，三者高度已经达到了50 mm。气体从风机当中直接通过转子流量计来进行计量，颗粒在床层内流化之后，床面也会弹溅起较多的颗粒大，布袋除尘器也应该要予以净化后直接放空。1.旋风机 2.缓冲罐 3.转子流量计 4.流化床 5.旋流筛板6.下变径筒 7.上变径筒 8.布袋除尘

25、器 9.旋风分离器 10.料腿图1 实验装置以及具体的流程示意图 1-内筒 2-外筒 3-旋流筛板图2 旋流筛板示意图2.2 实验介质及操作条件在这一次的实验当中，CRP-1也会直接催化裂解为一种固体介质，整个物性参数直接参见下表1所示，将常温空气直接转换为流化介质，在进行实验的这一过程当中，介质体系中的最小流化速度则会直接控制在0.0022 m/s。初始装料高度达到了450 mm、350 mm，在通过调控之后，整个气速（Ug）也会与相流化床的流动特性直接结合到一起，基于当前的工业装置的实际操作范围情况看来，整个表观气速（Ug）达到了0.041.14 m/s，再将26个采样点选取下来，整个体积

26、流量间隔效率为1 m3/h。在进行实验的过程当中，压力信号也会直接通过压力传感器这一种方式来完成采集工作。压力传感器在运用起来之后，北京传感星空公司还专门生产出了一样CGYL-204型平膜传感器，整体的精度达到了B级，整体范围为015 kPa。在进行床层段测点的时候，还是应该要在内构件上、下方一定区域当中进行设定，最终让压力传感器探头与床层段内壁面保持齐平状态。表1 CRP-1催化裂解催化剂颗粒物性参数平均颗粒直径（mm）颗粒密度（kg/m3）颗粒堆积密度（kg/m3）7514558752.3 实验装置中测点分布在当前的这一课题当中，还是会针对于流化床内压力脉动的特性予以了解，并将其中的信号特

27、性展现得淋漓尽致。将压力传感器安装在流化床段当中之后，还应该将轴向进行布置，一共包含了6个测量点，具体参见下图3，由低到高来进行编号，具体为1、2、3，相应的距离流化床分布板高度为0.28 m、0.45 m、0.60 m。图3 实验装置中测点布置图3实验的结果与讨论3.1压力脉动信号的标准偏差分析基于当前的标准偏差来进行切实的分析，从而对于流化床压力脉动特性予以了解。第一，在发射了原始压力信号之后，从而再将奇异点、消除趋势项等全部都展现出来。基于压力脉动标准来进行偏差方面分析。在传递出压力脉动信号之后，再对其予以标准偏差分析，从而了解到具体的压力脉动强度，其的具体方法如下：在任意时刻之下，瞬态

28、压力信号值Pi会被直接分解出来，从而构成平均值P与波动值P这两项之和，具体为Pi =P +P，在N个样本当中的标准偏差具体为：N代表的就是采样数据个数。在当前的这一实际情况看来，整个平均压力脉动信号标准偏差也会直接将压力脉动的剧烈程度反映出来。3.2单构件床内流动过程及其变化规律图4是不同轴向高度下平均压力随表观气速的变化曲线，在不同轴向高度，随着表观气速的增大，此区域的两相流动经历三个不同的阶段。0.04 Ug 0.48 m/s时，分布板处扔产生较大的气泡，气泡在上升过程中有所增大但并没有形成气栓。大气泡与密相交替通过内构件的现象出现在构件下方，这是由内构件上方物料返混引起的，此时上料与返混

29、强度相当，并且上料与返混存在一定的周期。0.48 Ug 0.83 m/s时，上料大于返混，密相高度下降，上料速度随之降低，直到上料与返混强度相当，此时达到动态平衡，平均料面将不再变化，此时气泡由射流顶端产生，气泡在上升过程中不断聚并，在构件下方的密相床面破裂。0.83 Ug 1.14 m/s，构件下方物料全部转移到构件上方，在构件下方，气固两相在床内剧烈搅动，固相以絮状物的形式在连续的气相中向上输送，与第二阶段相似，一定气速下，上料大于返混，稀相浓度下降，上料速度随之降低，直到上料与返混强度相当，此时达到动态平衡，平均浓度将不再变化。单构件床内平均压力随表观气速的增大将出现三个阶段：0.04

30、Ug 0.48 m/s，平均压力随表观气速的增大缓慢增大；0.48 Ug 0.83 m/s，平均压力随之快速增大；0.83 Ug 1.14 m/s，平均压力随之几乎不变。平均压力随表观气速变化曲线所表现出的三个阶段恰好与构件下方存料所出现的三个状态相一致。图4 平均压力随表观气速的变化曲线3.3 单构件床不同轴向位置的压力分布图5是在同一表观气速条件下不同轴向高度的压力变化图。初始装料高度（H）为450 mm时，均匀取6个表观气速（0.04 m/s，0.22 m/s，0.44 m/s，0.66 m/s，087 m/s，1.09 m/s）进行分析，曲线的整体趋势为随着轴向高度的增大，压力逐渐下降

31、。在气固两相从下往上流动的过程中伴随着能量的损失，初始速度一定，动能不变，随着势能的增加，静压能逐渐降低，故压力随着床层高度的升高而降低。在低气速下，动能较小，随着势能的增大，静压能逐渐趋近于零，高位置的压力也就趋近于零，故变化曲线逐渐平缓。图5 平均压力随床层高度的变化曲线3.4 单构件床不同轴向位置的压力脉动标准偏差特征基于下图6，针对于当前的这一表观气速条件之下，不同轴向高度的压力脉动标准偏差也会产生极大的变化。初始装料高度（H）为450 mm时，取6个表观气速（0.04 m/s，0.22 m/s，0.44 m/s，0.57 m/s，0.92 m/s， 1.09 m/s）进行分析，发现随

32、着床层高度的升高，压力脉动标准偏差整体呈下降趋势。其主要处于床层的中部位置，压力脉动标准偏差随床层高度变化不大，0.6 m的床层以上，随着床层增高，压力脉动标准偏差迅速下降。这种现象出现之后，显然也会呈现出一种“空腔”情况，流化床的高度也会不断增加。图6 压力脉动信号标准偏差随床层高度的变化曲线3.5 床层不同轴向位置的压力脉动标准偏差与压力比分布特征图7是在同一表观气速条件下不同轴向高度的压力脉动标准偏差与其平均压力的比值变化图。以压力脉动标准偏差与其压力做比值，减小了能量流失造成的影响，更能有效体现不同位置的流化效果。初始装料高度（H）为450 mm时，取6个表观气速（0.04 m/s，0

33、.26 m/s，0.48 m/s，0.7 m/s，0.92 m/s， 1.14 m/s）进行分析。实验发现，随着床层高度的增大，该比值先增大后减小，在0.8 m处附近，该比值出现最大值。这说明在床层中部出现大气泡，物料较多内构件下方出现稀相“空腔”现象，严重影响了流化效果。图7 压力脉动信号标准偏差与其平均压力的比值随床层高度的变化曲线3.6单构件床h=0.45 m处压力脉动功率谱密度分析压力脉动信号是床内气固两相多种作用效果共同的表现形式，是由多种频率的信号叠加而成。每一种频率代表了床内的某种流动特性，因此，弄清压力脉动信号的频率组成及各组分对于整个压力脉动的贡献率对于气固两相流动状态的研究

34、十分必要。因此，压力脉动的功率谱密度曲线作为信号分析的频域分析方法普遍用于多相流动特性的研究之中。对于有气泡存在的气固密相流化床而言，压力脉动的各种频率主要对应各种不同尺寸气泡的形成、运动和破裂，其中气泡的合并与破裂起主导作用并且两者所引起的扰动相当。所以每一种频率代表某一尺寸的气泡形成的频率与破碎的频率之和，并且尺寸越大的气泡所对应的频率的密度值越大。而对于某一气速下稳定运行的流化床，床内某一尺寸气泡的数量是恒定的，所以该尺寸气泡形成与破裂的频率是大致相同的。图8为轴向高度h=0.45 m处不同表观气速下单构件床压力脉动功率谱密度曲线。当单构件流化床中的气固两相处于湍动流态化阶段（0.04

35、m/sUg0.44 m/s）时，如图8（a）（f）所示。此阶段各气速下主频密度与临近频率所对应的密度很接近，表明此时床内气泡的尺寸相差不大，气泡尺寸更趋于均一。结合图9（a）、（b）可得，此阶段气泡聚并的时间更短，最大气泡尺寸更小。主频功率范围为Am小于0.15（），进一步表明此时两相流动相对更加平稳，流化质量更好。当流化床内气固两相处于鼓泡-节涌过渡流态化（0.44 m/sUg0.83 m/s）时，如图8（g）（m）所示。压力脉动功率谱密度曲线表现为单主频，并且主频密度值远大于其他频率所对应的密度值。表明此时床内主频所对应的气泡尺寸远大于其他频率所对应的气泡尺寸，此结果恰好与鼓泡-节涌流态化

36、所表现出的现象相一致。结合图9（a）单构件床压力脉动主频随表观气速的变化曲线可得，此阶段主频范围为f1.0 Hz。由单构件床压力脉动主频功率随表观气速的变化曲线还可知，主频的功率随着表观气速的增大呈先增大后减小的趋势，当Ug=0.66 m/s时，主频功率最大。此主频功率的变化过程与鼓泡-节涌过渡流态化下气栓初始形成位置随表观气速的变化过程一致，进一步表明气固两相的流动状态受最大气泡初始形成位置的影响很大，同等最大尺寸气泡的初始形成位置越低，对两相流动引起的搅动越剧烈，从而导致气泡之间的尺寸相差越悬殊，气固两相流动质量越差。当单构件床中气固两相处于鼓泡流态化阶段（Ug0.83 m/s）时，如图8

37、（n）（s）所示，主频功率与相邻频率的功率差别较鼓泡-节涌过渡流态化而言较小，表明此时气泡间尺寸的差别有所减小，流化质量有所改善。结合图9（a）可见，主频频率相对于鼓泡-节涌过渡流态化有所增大，进一步表明此时气泡的最大尺寸有所减小。同时，由图9（b）还可见，当两相流动处于鼓泡流态化时，随着表观气速的增大功率谱密度值呈先减小后增大的变化趋势，Ug=1.0 m/s为两段的转折点。表明此阶段气泡呈先减小再增大的趋势，这与观察到的现象及压力脉动标准偏差分析的结果相一致。由图9（a）可见，单构件床的压力脉动功率谱的主频范围几乎全部位于1.0 Hzf2.0 Hz这一频率范围内，表明此时单构件床内气固两相流

38、动处于鼓泡流态化阶段。再由图9（b）可知，0.04 m/sUg0.83 m/s，单构件床的主频功率范围全部位于Am0.25 （）这一范围内。 图8 不同表观气速下单构件床压力脉动功率谱密度曲线 图9 单构件床压力脉动主频（a）及所对应主频能量(b)随表观气速的变化曲线结论在当前的这一实验过程当中，下部提升管与上部流化床层必须要予以优化与重组，并释放出一定的压力脉动信号，通过对不同轴向位置下压力分布，压力脉动标准偏差和前两者比值以及功率谱分析，得出以下结论：（1）单构件床内平均压力随表观气速的增大将出现三个阶段：0.04 Ug 0.48 m/s，平均压力随表观气速的增大缓慢增大；0.48 Ug

39、0.83 m/s，平均压力随之快速增大；0.83 Ug 1.14 m/s，平均压力随之几乎不变。（2）随着轴向高度的增大，压力逐渐下降。（3）随着床层高度的升高，压力脉动标准偏差整体呈下降趋势。在床层底端随着床层升高压力脉动标准偏差逐渐下降，在床层的中部，压力脉动标准偏差随床层高度变化不大，0.6 m的床层以上，随着床层增高，压力脉动标准偏差迅速下降。（4）随着床层高度的增大，该比值先增大后减小，在0.8 m处附近，该比值出现最大值。（5）当气速在0.04 m/sUg0.44 m/s范围内时单构件流化床中的气固两相处于湍动流态化阶段。当0.44 m/sUg0.83 m/s时，流化床内气固两相处

40、于鼓泡-节涌过渡流态化，压力脉动功率谱密度曲线表现为单主频，并且主频密度值远大于其他频率所对应的密度值。当单构件床中气固两相处于鼓泡流态化阶段（Ug0.83 m/s）时，主频功率与相邻频率的功率差别较鼓泡-节涌过渡流态化而言较小，表明此时气泡间尺寸的差别有所减小，流化质量有所改善。参考文献1 金涌，祝京旭，汪展文，等. 流态化工程原理M. 北京：清华大学出版社，2001.2 张永民，王红梅，卢春喜，等. 导向挡板对催化裂化颗粒湍动流化床流动特性的影响J. 中国石油大学学报(自然科学版)，2008，32（4）：118-122.3 董群，贾昭，王丽，等. 催化裂化流化床内构件的研究进展J. 化工进

41、展，2010，29（9)：1609-1614.4 董群，孙征，贾昭，等. 不同形状垂直筛板流化床性能J. 石油学报 (石油加工)，2013，29（1）：110-114.5 Stewart P S B and Davidson J F. Slug flow in fluidized bedsJ. Powder Technology, 1967, 1 (2): 61-80.6 Fan L T,Ho T C,Hidaka S,et al. Pressure fluctuations in a fluidized bed J. AIChE Journal, 1981 ,27(3): 388-396.7 Johnssona F,Zipjerked R C, J C ,et al. Characterization of fluidization regimes by time-series analysis of pressure fluctuation s. International Journal of Multiphase Flow, 20