低料位操作下气固挡板流化床的压力脉动特性

1、题目： 低料位操作下气固挡板流化床的压力脉动特性 毕业设计（论文）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：在一套有机玻璃流化床冷模实验装置上， 以CRP-1催化裂解催化剂颗粒为内部固体介质，以常温空气作为流化介质，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。

2、随着轴向高度的增大，压力逐渐下降。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。随着床层高度的增大，该比值先增大后减小。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

3、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。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 operationAbstractIn a plexiglass fluidized bed LengMo experiment device, catalytic cracking catalysts with CRP - 1 for internal solid medi

4、um, with normal temperature air as streaming media, by constantly adjust the gas velocity, the initial loading height (H) conditions for the operation of the 450 mm, inner component installation of the operating mode on the top of the static bed height, pressure pulsation characteristics analysis of

5、 bed.The results show that: the average pressure in the single-member bed will appear three stages with the increase of the apparent gas velocity: 0.04 Ug 0.48 m/s, and the average pressure will slowly increase with the increase of the apparent gas velocity; 0.48 Ug 0.83 m/s, the average pressure in

6、creases rapidly;When 0.83 Ug 1.14 m/s, the average pressure is almost constant.As the axial height increases, the pressure decreases gradually.As the bed height increases, the pressure pulsation standard deviation decreases as a whole.At the bottom of the bed, the pressure pulsation standard deviati

7、on decreases gradually as the bed increases. In the middle of the bed, the pressure pulsation standard deviation changes little with the height of the bed. Above the 0.6m bed, the pressure pulsation standard deviation decreases rapidly as the bed increases.With the increase of bed height, the ratio

8、first increases and then decreases.When the gas velocity is within the range of 0.04 m/sUg0.44 m/s, the gas-solid phase in the fluidized bed is in the phase of turbulent fluidization.When0.44 m/sUg0.83 m/s, the gas-solid two phases in the fluidized bed are in transition fluidization from bubbling to

9、 throttling, and the pressure pulsation power spectrum density curve shows a single dominant frequency, and the dominant frequency density value is much higher than the density value corresponding to other frequencies.When the gas-solid two phases in a single-member bed are in the bubbling fluidizat

10、ion stage (Ug0.83 m/s), the power difference between the main frequency and the adjacent frequency is smaller than that between the bubble-nodal transient 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

11、-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

12、- 21 -1 绪论1.1 研究背景在现代石油、轻工、能源、化工、环保等工业和材料中，大量的颗粒和粉尘状固体材料被用作催化剂。与气体和液体相比，这些块状固体在加工、储存和运输方面有一定的缺点。所以人们想使这些块状固体材料也具有一定的流体性能，这种现象称为固体流态化。流化工程有五个重要的研究领域1，涉及的工艺和系统范围广，应用范围广。特别是流化床技术在工业上的应用，流化床技术最早在现代工业中大规模的重要应用，是由温克勒于1922年开始用于粉煤气化的气固流化床。1942年，美国建成了第一座石油催化裂化流化床反应器。中国成立于1945年，汪家鼎院士在研究流化床褐煤低温干流技术。流态化技术广泛应用于物

13、理操作、矿产资源综合利用、煤炭燃烧与转化、石油加工业、有机合成工业和材料工业。其中鼓泡床和湍流床具有颗粒浓度高、气固接触时间长等特点，具有较高的传质和传热效率。然而，在鼓泡床或湍流床中，当细颗粒在湍流床或鼓泡床中流化时，床内气泡往往较大，导致气固接触效率下降。因此，如何通过强化气泡分散性能、减小气泡尺寸、抑制气泡聚结来提高床层的整体流化质量成为一个重要问题。张永民等开发了挡板内构件，研究证实在床内安装构件可以有效抑制气泡的生长大小或破碎气泡，从而提高整个床的流化质量。因此，在流化床中加入内构件是一种有效的措施。此外，在安装内构件的情况下3，内构件下方会出现一定的稀相“空腔”，相应内构件下方的物

14、料会转移到内件上部，导致内构件上方的床身高度增加。对于内部构件，有三种常见类型:水平构件、垂直构件和固体填料。本项目采用河北工业大学张少峰课题组结合旋流板和筛板的优点提出的一种立体旋流筛板内构件，主要用于加强塔内气液接触性能。在气液平行流柱中进行的实验研究表明5，气液旋流与射孔流动的相互作用可以显著增强气液接触，内部构件具有较低的压降。基于这个想法,本课题将在一套填加双立体旋流筛板内构件的流化床冷模实验装置上，分别测量不同表观气速及不同床层位置处的压差脉动信号，分别通过标准偏差分析和功率谱分析，详细研究鼓泡床与湍动床的压差脉动特性。1.2 压力脉动特性的研究压力脉动信号是流化床内部气泡特性、物

15、料特性和床层几何特性的综合反映。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。在鼓泡流化床中，压力波动主要由气泡运动和床底射流区引起。气泡的存在影响流化床的流体力学、气固混合、化学反应、传热传质。在20世纪50年代和60年代，许多研究人员开始在流化床中发现压力脉冲现象，但原因并不相同。一种认为压力脉冲与床层高度波动有关，引起气泡从床层表面逸出，从而产生压力脉冲另一种观点认为，气泡运动引起的流动模式、状态和密相空隙率的变化导致了压力脉动6。前人对压力脉冲信号用统计法分析研究表明,压力脉冲并未直接由床高波动引

16、起而是由形成、聚结和气泡的运动引起的。床面附近的压力脉动与气泡的运动有关，而床面中部的脉动主要由小气泡和大气泡的聚结引起。Van derschaaf 等研究表明鼓泡流化床压力波动主要是由于压力波的传播具有高速度、压力波的上升运动与气泡的形成一致压力振幅值无关高床,传播速度过小时是由气泡上升导致,压力波只向上运动幅值和气泡的大小有一定比例。流化床压力脉动是非常复杂的,它的信号包含了流化床的各种信息是多种因素互相作用共同产生的直观反映，然而想要从脉动信号中提取有效的参数来确定床内气泡运动状态是一个非常困难的但是非常有意义的问题研究人员用不同的方法研究了压力脉冲信号，用不同的方法解决了关于流化床的问

17、题。本课题是在流化床内设置一块立体旋流筛板形式的挡板内构件，达到有效抑制气泡生长尺寸或破碎气泡的目的，从而提高全床流化质量。1.2.1压力信号脉动的标准偏差分析压力脉动标准偏差是整个流化床内部两相流动的综合指标，反映的是两相整体的流动状态，其为气泡特性、物料特性和床层几何特性的综合反映。由于本实验所用设备、物料以及所采用的初始装料高度都是相同的，因此可以近似认为本实验中压力脉动标准偏差仅由气泡特性所决定，其中影响压力脉动大小的最主要因素为气泡的直径，压力脉动标准偏差越大表明气泡直径越大。标准差分析是数据分析方法之一，应用广泛，是分析流化床压力脉动特性的常用方法7,8。标准偏差分析是将任意时刻的

18、瞬态压力分解为平均值P与波动值P之和，即平均值P为轴向压力值。此时P的均值为零。则任意一个测量点的压力标准偏差S为式子中N为采样数据个数。在鼓泡流化床中，压力波动主要是由气泡运动引起的。薛军鹏等9在大颗粒流化床上的小波分析实验表明，气泡的运动变化是影响压力数据波动的主要因素。通过对流化床压力信号低频分量的分析，可以判断流化床物料的流化状态。张永民等10用动态压力传感器测量了床层压力脉动，并用动态压力信号的标准差表征了压力脉动的大小。结果表明，随着表观气速的增大，压力脉动先增大后减小。一般认为压力脉动的峰值点是床泡状流化和湍流流化的起始点。结果表明，流化床压力脉动与气泡特性密切相关。湍动流化床中

19、压力脉动降低的最主要原因是床层平均气泡直径的减小。1.2.2功率谱分析在频域分析上，功率谱分析是一种常用对流化床内压力脉动信号分析方法，基本原理如下：通过自相关函数来描述某一时刻数据与另一时刻数据之间的相互依赖关系，计算式为：xxt=minT1TT2T2xtxt+d将自关函数进行快速傅里叶变化就有：P=+xxteitdt由此就得到功率谱密度函数，通过该函数可以知道能量在频域的分布情况，通过对功率谱图像的进一步分析就确定流化床的一些性能。功率谱最重要的特征是存在一个尖峰区(主频），它的能量最大，它所对应的频率、高度、范围和流化床的参数密切相关，因而能够客观地反映流化床的操作状况。功率谱分析建立在

20、物理量的测定上，因而可对流动域进行定性和定量判断，较观察法确定流域划分更准确可靠11，所以功率谱密度函数压力时间序列的谱分析被广泛地应用于压力波动的规律性分析等研究当中。刘宝勇等12通过采集分布板以上不同轴向高度的瞬时压力波动信号并分析了不同操作条件下压力瞬时信号的功率谱，发现不同谱图中均存在一个明显的振幅最大点(主频），并指出了主频与固体颗粒循环速率变化、操作气速变化趋势之间的关系以及主频对应振幅变化的关系。在气固两相流领域中，Svoboda等13探究了流化床中气速、颗粒直径与功率谱里所显示的波动主频、辐值的对应关系。刘燕等14通过功率谱和Hurst对大颗粒三相流化床压力脉动综合分析得出了大

21、颗粒循环流化床压力波动信号由本质随机性信号和本质确定性信号两部分组成。通过以上分析发现，在循环流化床的流体动力学研究中，对上部本研究装置类型下流化床的流动特性研究较少，特别是通过分布器是气固两相的流化床。流化床的压力脉动可以反映流体在床内的瞬时流动状态，表征装置的整体流动规律，而且由于压力脉动信号具有一定随机性，一般在研究实践当中运用带有统计色彩的功率谱对其进行分析。所以本实验采用压力脉动信号的功率谱分析来研究上部流化床内气固流动特性。1.3 本课题研究的目的及意义在以往的研究中，前人证实可在床层内部安装内构件可以有效抑制气泡生长尺寸或破碎气泡，从而提高全床流化质量。本实验研究的目的是在床层内

22、低料位添加一个旋流筛板内构件，对其流动及压力（压差）脉动特性等和传统流化床之间进行对比分析。比较在不同的实验条件下，测量并分析床层压力脉动标准偏差，然后通过标准偏差分析和功率谱分析，得出床的压差脉动特性的信息，丰富流化床的理论研究，为以后流化床的设计优化提供思想指导。2 实验部分2.1 实验装置及流程实验装置及流程如图1所示：装置主体主要由小直径的床层段、旋流筛板式气固挡板、扩径的沉降段、旋风分离器及辅助循环管线组成，除旋风分离器和旋流筛板式气固挡板外，其余材质均为透明有机玻璃。床层段尺寸为90 mm3350 mm，沉降段尺寸为280 mm2200 mm / 380 mm900 mm，由下至上

23、两扩径段的高度分别为200 mm和100 mm；床层底部分布器上均匀开设9个直径为5 mm的小孔，开孔率为2.78%。内构件采用河北工业大学多相流实验室设计的将多孔筛板和单旋导向挡板相结合的旋流筛板式气固挡板，其实物图如图2所示。旋流筛板式气固挡板包括内筒、外筒及8块相同的旋流筛板，采用SLA光敏树脂经3D打印而成。外筒外径和壁厚分别为100 mm和5 mm，内筒外径和壁厚分别是20 mm和3 mm，旋流筛板厚度是1 mm，扭转角度是90，每块板上均匀开设34个小孔，直径是5 mm。内筒和外筒设置在同一轴线上，8块旋流筛板沿周向均匀布置，分别固定在内筒外壁和外筒内壁上，三者高度均是50 mm。

24、气体从风机通过转子流量计计量后由床层段底部进入并通过内构件向上流动，颗粒在床层内流化后，由床面弹溅起的颗粒大部分经沉降段降速后返回床层，少部分细颗粒由气体携带进入旋风分离器分离后返回床层下部，由旋风分离器出来的气体再经布袋除尘器进一步净化后放空。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.布袋除尘器 9.旋风分离器 10.料腿图1 实验装置及流程示意图 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本实验以CRP-1催化裂解催化剂为固体介质，其物性参数如表1所示，以常温空气为流化介质，实验介质体系中的最小流化速

25、度为0.0022 m/s。实验中，初始装料高度为450 mm、350 mm，通过调控表观气速（Ug）以考察密相流化床内气固两相的流动特性，根据工业装置的操作范围和本实验中所用转子流量计的精度，选取表观气速（Ug）为0.041.14 m/s，选取26个采样点进行取样，体积流量间隔为1 m3/h。单旋流筛板式气固挡板流化床（以下简称单构件床）的内构件安装在距分布板500550 mm的位置。实验中，压力信号主要通过压力传感器采集。压力传感器采用由北京传感星空公司生产的CGYL-204型平膜传感器，精度B级，范围为015 kPa，输出信号为4-20 mA。采样频率F=100 Hz，单次采样时间为25

26、s，每次采集的样本数N=2500个。床层段测点主要布置在内构件上、下方一定区域，由床层段底部起沿轴向向上的位置分别为h=0.28 m、0.45 m、0.60 m、0.78 m、0.95 m和1.10 m，压力传感器探头与床层段内壁面齐平。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本课题主要研究部分是流化床内压力脉动的特性，分析其信号特性。把压力传感器安装在流化床段，沿轴向从低到高分别布置6个测量点，如图3所表示，从低到高分别编号为1、2、3、4、5，6，各测点距离流化床分布板高度分别

27、为0.28 m、0.45 m、0.60 m、0.78 m、0.95 m、1.10 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标准偏差分析是分析流化床压力脉动特性的常用方法。首先对原始压力信号进行剔除奇异点、消除趋势项和平移不变小波去噪的预处理，然后对压力脉动标准偏差分析。压力脉动信号进行标准偏差分析可以反映出压力脉动强度，其方法是：将任意时刻的瞬态压力信号值Pi分解为平均值P与波动值P之和，即Pi =P +P，则采样时间内N个样本的标准偏差为：式中N为采样数据个数。在一定条件下平均压力脉动信号标准偏差反映了压力脉动的剧烈程度。标准偏差越大压力脉动越剧烈，流

28、化床内压力脉动程度就越大，反之则越小。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

29、，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 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

30、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。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

31、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图6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变化图。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。这种现象表明物料较多内构件下

32、方出现稀相“空腔”现象，流化床对应构件下方物料会向构件上方转移，造成构件上方床层高度增加。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，0.26 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

33、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

34、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 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。

35、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

36、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（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

37、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

38、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本实验在一套下部提升管与上部流化床层组合的大型冷模实验装置上，采集了上部流化床内六个轴向截面测点在不同的操作条件下的压力脉动信号，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 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

39、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