高压超浓相气力输送流型与流动稳定性研究

流型与流动稳定性是高压超浓相气力输送的核心和关键问题。研究粉体物性对高压超浓相气力输送的影响规律，掌握高压超浓相气力输送的管道阻力特性，深层次探讨粉体物性（含水率、粒径及物料种类等）影响输送特性的内在机理。通过分析发料罐出口压力、管路压损及出料量等波动信息，利用SHANNON信息熵和多分辨小波分析等手段提取气固两相流流动特征参数，获得能表征流动稳定性和流型的特征参数，进行量化和提取，建立特征空间，并输入到模式识别系统中进行分类决策，构建定量判别流动稳定性的方法；结合操作参数、固气比、高速摄影仪获取的流型信息及流型模式识别系统，建立通用的高压超浓相气固两相流流型辨识模式。本研究对浓相气固两相流动基础理论的研究具有很好的推进作用，同时也可为高压超浓相气力输送系统的设计、运行和控制提供理论指导和数据支持。

本课题研究了大规模高效气流床煤气化技术中所涉及的超浓相高压气固两相流流型及流动稳定性，为气流床煤气炉的粉煤气力输送系统的设计和优化提供理论依据。利用粉体剪切试验系统进行了不同粉体物性的剪切试验研究，掌握粉体物性影响流动函数的内在机制，建立了粉体物性与流动函数之间的关联。在高压超浓相气力输送试验装置上进行了粉煤输送试验，研究了流化风量、补充风量、输送差压、输送压力等操作参数对煤粉质量流量及输送固气比的影响；在高压超浓相气力输送试验装置上进行了煤粉物性影响输送特性的试验研究。获得了高压超浓相条件下，各种操作参数和煤粉种类及物性对煤粉气力输送特性的影响规律，掌握了含水率对输送特性的影响规律和机理，首次获得不同煤粉气力输送的含水率极限，成果具有十分重要的工业应用价值。获得了高压超浓相气力输送过程中，气体速度、压力、固气比、煤粉质量流率、煤粉粒径、煤粉种类以及煤粉含水率等参数对垂直管、水平管、水平弯管和垂直弯管的压降的影响规律，获得了较为系统的高压超浓相气力输送相图，得到了典型管段高压超浓相气力输送阻力的拟合公式。通过分析输送管路的压力、压损及出料量等波动信息，利用SHANNON熵和多分辨小波分析等手段提取气固两相流流动特征参数，获得能表征流动稳定性和流型的特征参数，进行量化和提取，建立特征空间，构建定量判别流动稳定性的方法；结合可视窗获及电容层析成像系统获得的流型信息，对高压超浓相气力输送过程的流型进行划分，获得了高压超浓相气力输送过程中流型的划分方法及依据。