高压超浓相煤粉气力输送流动特性研究

1、东南大学博士学位论文高压超浓相煤粉气力输送流动特性研究姓名：梁财申请学位级别：博士专业：环境工程指导教师：赵长遂;陈晓平20070601中文掎要中文摘要气力输送在能源、化工，冶金、医药和食品加工等领域得到广泛的应用。关于粉体的密相输送，在试验、数值模拟和信号分析方面有了许多有价值的研究成果。一般来说，这些系统主要在低压下工作，高压超浓相及变永分气力输送很少见到相关报道，目前，大规模高效煤气化技术如系统中因能实现减排，协同脱除和等污染物，是一种干净、清洁、高效的能源利用技术，在洁净煤利用领域日益得到重视和发展，年已在国家计划中立项，煤基多联产已被列为“十一五”计划重大项目，煤粉的浓相气力输送技术

2、是煤气化过程的关键技术之一。由于高压超浓相煤粉输送中速度较低，固相浓度很高，流动形态复杂，流动稳定性下降，系统的输送技术要求和条件与一般输送系统相差较大。煤粉中的水分可导致煤粉颗粒之间形成液桥，颗粒表面粘结力增强，摩擦力、黏性力及粘度均改变，出现造粒现象，造成流动的不稳定甚至堵管，降低煤粉的含水率则需要消耗大量的能量。高压超浓相及变水分气力输送的可借鉴资料和经验很少，尚无成熟理论依据可以参照，只能依赖对真实系统进行试验研究，获取其流动规律。所以对高压超浓相气力输送过程中流动特性的研究，无论在试验方面还是理论方面都有待于深入。本文通过改变总输送差压、输送压力、流化风量、充压风量、补充风量和煤粉含

3、水率等参数，考察输送特征参数的变化规律及输送稳定性。在充分掌握影响高压超浓相气力输送特征参数的基础上，引入先进的信号分析手段，对复杂的气固两相流流动特性进行分析，从载有丰富输送信息的信号中提取特征信息，将时域空间信号转化到时频空间，探究能量、标准差（）及熵变化规律，建立特征参数与气力输送流动特性之问的联系。在输送压力高达气力输送试验台上，用氮气进行煤粉高压超浓相气力输送试验研究。分别在不同的总输送差压、压力和输送风量等条件下进行了输送试验，考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响。试验结果表明：随着流化风量的增大。煤粉的质量流量不断增大，固气比先增大后减小。随着充压风量的升高

4、，煤粉质量流量和输送固气比均增大，当总输送差压或者输送压力升高时，煤粉质量流量和固气比均增大。获得了高压超浓相煤粉气力输送相图。随着表观速度的增大，输送压损先降低后略有升高。在相同表蕊速度下，单位长度上的压损随着输送压力或总输送差压的升高而增大；总输送差压越大，经济输送速度越高。在相同的工况试验中，水平管输送压损高于垂直管输送压损。将先进的熵分析和多分辨小波分析引入高压超浓相煤粉输送领域，对脉动信号进行分析，提取特征参数，可以进一步认识流动更为复杂的规律。获取熵与输送差压，含水率、风量及表观速度等之间的关系，建立信息墒与高压浓相输送过程中两相流流动特性之间的联系，进行输送稳定性分析。利用多分辨

5、小波分析对特征信号进行深层次的剖析，展现时域和频率空间特征量，同时对不同频带上的信号进行功率谱、能量和标准差等特征信息量分析，研究不同流动状态下的流动特征和两相流动态特性，为进一步进行流型变迁及稳定性研究提供理论支持。在高压超浓相煤粉输送试验台上进行变含水率煤粉输送研究。含水率是影响物料流动特性的重要参数，对粉体的摩擦特性、流动性、分散性能和压制性能起着重要的作用。当煤粉中水分较高时，中文摘要煤粉颗粒之间存在的自由水主要以黏附液、楔形液和毛细管上升液等方式存在。水的表面张力的收缩将引起对两个颗粒之间的牵引力，形成液桥，造成颗粒的团聚，出现造粒现象，同时引起摩擦系数和粘度的增大。降低煤粉中的含水

6、率需消耗较多的能量，因此研究含水率对输送特性的影响是十分必要的。随着输送煤粉含水率的升高，煤粉质量流量逐渐降低；操作条件相同时，在相同的表观速度下，煤粉含水率越高，输送压损越小；在相同表观速度下，随着煤粉含水率的增大，信息熵值减小。随煤粉含水率的增大，小波分量的波动幅度逐渐减弱，小波分量上的能量逐渐下降，小波分量上的标准差随着含水率的升高而降低。当含水率超过时，经常造成堵塞，无法正常输送。关键词：高压；浓相；气力输送；质量流量；固气比；熵；多分辨小波分析，（），伍，；，（），蜮塔，犯，仃，：，主要符号说明主要符号说明输送管路截面积流化风流量注入发科罐的总风量，管路中煤粉所占管路的截面积口伸缩因

7、子，平移因子输送管管径煤粉质量流量，；气体质量流量玻尔兹曼常数水平输送管长度吖煤粉含水率，发料罐压力乃收料罐压力缓冲罐压力尸。流量计处气体压力总输送压力耽管路单位长度上的压损输送气体体积流量发料罐压力下的肥经过管路的总风量收料罐压力下的经过管路的总风量函经过管路的平均风量充压风流量充压风流量，工作状态下的气体流量换算到流量计设计工作压力下的流量尺雷诺数，信息熵熵增试验温度而设计状态下的开尔文温度乃工作状态下被测气体的开尔文温度计算时间【，信号能量注入速度表观速度煤粉颗粒的悬浮速度珞气体真实速度助设计压力下空气的密度输送煤粉密度输送固气比，输送固体物料和输送风质量比班口系统的微观状态数砧气体造成

8、的压力损失系数住氮气的黏度物料造成的附加压力损失系数窗口的时宽窗口的频宽口系统的微观状态数内摩擦系数户水平管压损水平弯管压损垂直管压损垂直管压损最气体造成的压降；物料造成的附加压降论文独创性声明，使用授权声明东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科

9、学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名弘导师签名；燃期：孕尸，“第一章绪论第一章绪论本文研究的背景和意义世界的能源构成有一个发展过程。世纪年代始于英国的产业革命，使世界能源结构从木柴转向煤炭，发生了第一次大转变。年，世界煤炭产量由（百万吨当量）增至，增加了倍。年煤炭占世界能源构成，跃居第一位。从上世纪年代开始，世界能源构成发生第二

10、次大转变，即从煤炭向石油和天然气的转变。到年，石油和天然气在世界能源构成中由年的上升到，首次超过煤炭而占第一位，煤炭的比重则下降到。年，世界一次能源总消费量为，其中石油占，天然气占，煤炭占，水电占，核电占。从总量而言，我国的煤炭资源相对丰富，油气匮乏，不会出现能源以油，气为主的时代。从表中可以发现，我国一次能源消耗量迅速攀升，石油消耗量逐渐增加。根据年国土资源部全表中国一次能源产量及其构成能源消费总量年份（万吨标准煤）占能源消费总量的比重（）煤炭石油天然气水电国矿产资源储量通报公布的数据，煤炭基础储量亿吨，资源量亿吨。石油的可采量为亿吨，天然气可采量为万亿立方米。但是我国人口众多，人均能源可采

11、储量远远低于世界平均水平。随着经济的发展，我国对石油的需求量不断增大。年我国石油消耗量为亿吨，原油净进口量为万吨，成品油进口万吨，首次超过日本成为世界第二大原油进国，对国际石油市场的依存度不断提高。预计年需要进口石油亿吨，石油对外依存度将超过。我国以煤炭为主，石油依赖进口，人均占有不足，在未来几十年内，煤炭在能源结构中仍占主导地位，是我国战略上最安全和最可靠的能源。通过“以煤代油，以煤制油”，是解决液体燃料短缺东南大学博士学位论文的主要途径，其龙头就是煤的大规模高效气化。大规模高效煤气化技术对我国能源战略具有重要意义：首先，大规模高效煤气化技术是煤基液化燃料、先进的发电、多联产系统、制氢、燃料

12、电池等过程工业的基础，是这些行业的公共技术，关键技术和龙头技术。其次，采用大规模高效煤气化技术对现有落后的生产化肥的煤气化装置进行改造，同时取代现有以油和天然气为原料的技术路线。再者，高效煤气化技术是一种高效、清洁的煤利用技术，可以解决，。排放问题。气流床气化技术是煤气化技术发展的主要方向，现代过程工业（化工、发电、多联产及制氢等）发展的一个显著标志就是大型化、单系列，这就对作为龙头的煤气化技术提出了更高的要求：必须向大规模高效的方向发展。由于受制造、运输、安装等客观因素的限制，大规模不能简单地与设备尺寸的大型化划等号，必须在有限的设备尺寸上实现大规模高效，其途径只有提高单位时间单位体积的处理

13、能力和处理效率。气流床具有这样的优势，这是其技术特点高温、高压、强烈混合所决定的。高温提高了反应速度，缩短了反应时间，高压则提高了单位体积的处理负荷，而强烈混合提高了转化效率。高压煤气化要求煤粉必须在固气比更高的压力条件下输送，另一方面，气流床煤粉气化技术先进工艺指标要求进入气化炉的煤粉中必须夹带尽可能少量的惰性气体（），致使输送过程的固气比高达。高压超浓相气力输送对整个高压煤气化系统有着至关重要的作用，其输送的稳定性直接影响到炉内的气化温度和气化产物“。关于粉体的密相输送，已有许多有价值的研究成果，被广泛应用于化工，发电、制药和食品等行业。一般来说，这些系统主要在低压下工作，高压超浓相及变水

14、分气力输送研究很少见到相关报道。由于高压超浓相输送中速度较低，固相浓度很高，流动形态复杂，流动稳定性下降，系统的输送技术要求和条件与一般输送系统相差较大”。煤粉中的水分可导致煤粉颗粒之间形成液桥，颗粒表面粘结力增强，摩擦力、黏性力及粘度均发生变化，出现造粒现象，造成流动的不稳定，。高压超浓相及变水分气力输送的可借鉴资料和经验很少，尚无成熟理论依据可以参照，所以只能依赖对真实系统进行试验研究，获取其流动规律。本文针对自主创建的高压超浓相气力输送系统进行了相关试验研究，通过改变输送压力、煤粉含水率、总输送差压和风量等试验参数，掌握了煤粉质量流量、固气比及输送压损的变化规律，给出了高压超浓相气力输送

15、的特性与规律。在深刻认识流动特征的基础上，深入地研究基于这些分析方法的特征参数与流动特性之间的内在联系，同时充分利用多学科交叉的优势，提出一些创新性的思路，将一些更先进的、更能反应对象特征的分析手段引入到该领域内，对高压下的浓相气力输送两相流流动特性进行分析。气力输送的简介气力输送发展简史气力输送是指在管道中借助气体的能量（动能或静压能）使颗粒物料按照指定的路线进行连续输送的一种运送方式。气力输送系统的类型很多，不同类型气力输送系统的结构也不相同。气力输送系统一般由供料装置、输送管路、分离机构、气体动力源四个基本部分组成，各不同部分的不同构成及不同的组合结构，构成不同类型的气力输送系统。早在年

16、英就提出了利用管道将邮件作气力输送的方案。因此，气力输送技术乃始于成件物品的筒式输送。数十年后气力输送第章绪论才开始用来卸送谷物、棉花和沙等散料，出现了第一台浮船式气力卸船设备以及固体式的吸粮机设备。这些气力卸船设备问世之后曾在欧洲各国，特别是当时的粮食输入国，如英国，荷兰、德国获得了应用和普及。但限于当时的制造技术水平，气力输送技术在较长的一段时间内几乎无多大进展，装置均是基于低混和悬浮输送原理设计的。直到世纪初才将其应用范围扩大到车间内部的物料运输。就气力输送理论和实验的系统而言，在世界上要数年由德国发表的研究报告了，他所提出的附加压损系数法，至今仍用于稀相气力输送的设计计算。近数年来，气

17、力输送技术的应用发展异常迅速。就稀相悬浮输送来说，其输送模型、流动状态分析、压力损失计算、组成装置和系统的各种部件结构以及操作管理均已有一定的研究深度和经验积累。随着科学技术的进步，由稀相悬浮气力输送呈现出本质上的缺陷，即其输送风速高带来能耗大，管道磨损，输送物料的破碎和分离除尘造成困难等问题，人们就试以从低输送风速、高浓度中来寻找新的途径，开发新的装置。年原联邦德公司的内套管式气力输送装置开发成功，同年瑞士旁通式装置，年英国勋，谳验所的脉冲气刀式气力输送装置相继问世。这些引人注目的研究成果，受到了世界各国的普遍重视，使粉体的气力输送技术进入了一个崭新的阶段，此后又相继出现了日本日曹公司的成栓

18、器脉冲式、小松制造公司的球式等粉体设备，使得气力输送技术日臻完善，。近年来，气力输送技术在以往低压气力输送和高压气力输送技术的基础上进一步开拓应用。例如，将粉料喷吹送入高温熔化的液态金属中；将粉末状燃料喷入熔化炉和锅炉中去的技术；利用港口吸卸谷物的吸粮机的原理将气力输送技术用于高温熔渣的吸出清理对以往难以输送物料的输送技术；磨损性大的物料的输送技术以及塑料成形体中物件输送技术等。但人们对高压超浓相气力输送流动特性的认识仍然不够清醒，缺少理论知识指导高压超浓相气力输送的设计、运行和控制等，仍然需要更深一步的理论和实践方面的研究。气力输送的技术特点气力输送系统具有明显的特征，属于管路输送，没有回程

19、。管路输送是指输送线完全为管道，没有机械传动部分，输送时不占地面，而且输送中物科与外界隔绝，不受外界的影响，也不会对外界环境造成污染等影响，设备简单。船舶或者专用输送容器等间歇式输送和链式、带式运输机等循环输送，需有返回加料，而气力输送则没有回程，这就减少了额外的动力消耗。概括起来，气力输送有如下优点：（）输送物科可以散装，操作效率高，包装和装卸费用低（）设备简单，占地面积小，可充分利用空间，设备的投资和维修费用少（）输送量范围较大，需要的操作人员少，还可以实现无人操作和管理自动化，因此需要的人工费用少；（）输送管能灵活地布置，从而使工厂设备的配置合理化；（）输送物科不受气候和管道周围环境条件

20、的限制，生产车间的布置也比较容易；（）能够避免物科受潮、污损或混入其他杂物，可以保证输送物料的质量；（）在输送过程中可以试验多种工艺操作，如混和、粉碎、分级、干燥，冷却，除尘和其他化学反应；（）可以进行由数点集中送往一处，或由一处散送往数点的远距离操作；东南大学博士学位论文（）对于化学性能不稳定的物料，可以采用惰性气体输送。气力输送系统的分类一般所说的气力输送装置型式，就是按照气体在管道中的压力状态来区分，分为吸送式、压送式和混和式三类。吸送式图所示为吸送式的典型装置。引风机械装在系统的末端。当风机运转后，整个系统形成负压。这时，在管道内外存在差压，空气被吸入管道。与此同时，物料也被空气带入管

21、道，并被输送至分离器。在分离器中，物料与空气分离。被分离的物料，由分离器底部的旋转出料器卸出。空气被送到除尘器净化，净化后的空气经风机排入大气或循环使用。压送式压送式如图所示。风机装在系统的进料端进行压送。这种装置系统的部件比吸送式复杂。由于风机装在系统的前端，因而物料便不能自由地进入管道，必须用密封的加料装置。当风机开动以后，管道内的压力便高于大气压力。这时，物料从料斗经旋转加料器加入管道。随即被压缩空气输送至分离器中。在分离器中，物料与空气分离，并由旋转出料器卸出。空气则经过除尘器净化后排入大气。图吸入式气力输送装置系统卜吸嘴；一管道；、分离器；一除尘器；风机；出灰器；，出料器图压送式气力

22、输送装置系统一风机；一料斗；一加料嚣；一管道；一分离器；出料器；除尘器压送式与吸送式性能比较见表。表卜吸送式与压送式性能比较第一章绪论比较项目输送量输送距离吸送较小式压送大小均可式适宣于短距离（）适宜于加料地位受到限制而不能安装压送式加料装置的场合适宜于长距离（）加料装置占有一定的商度（）加料器结构简单，加料口可以敞开，加料方式能连续加料和输送（）加料器结构较复杂，需要在密封条（）吸料嘴可以移动，特别适用于运载件下加科或装卸在仓库内、宽广场地上或散装在货车、船舱内的堆积物料（）由于出料装置比较简单，适宜于将某一集中点的物料分送至若干卸料（）由于加料装置比较简单，适宜于将分散物料集中起来进行输送

23、（）输送空气中无其他的杂质混入（）料管直径较大管道布置（由于在真空管道中送料，装置有渗漏时会吸入空气和水分（）由于系统处于真空状态，物料水分比较容易挥发，输送水分高的物料比压送式容易点（）压缩空气中易混入空气压缩机的油质和水分，从而沾污物料（）料罐直径较小（）由于设备和管道处于正压状态，装置有渗透时会使管道内的粉尘外逸（）输送系统的阻力允许到达风机的最大排气压力，因而，如果输送条件改变（如输送量增加），也能保证一定程度的适应性能，还可以向有压容器输送分离器（）结构比较复杂，要有气密装置（）（）较大（）较小（）结构较简单，无需气密装置（）在输送过程中需要进行间接加热或冷却时，由于压送管径较细，便

24、于采用水套（）输送物料不能接触氧气时，可用惰性气体密封循环压送在输送产品的同时，可以降低车问或生产设备的热量和粉尘工艺要求（）输送过程中可以进行物料的干燥和冷却（）不致溢出粉尘而污染周围环境混和输送系统混和输送系统是在同一种输送系统既有正压又有负压，利用两种不同系统的优势，因而可以应用于比较复杂的输送中。混和系统可以是压一送式，也可以是送一压式的组合系统。气力输送流动特性的国内外研究现状浓相气力输送由于能耗低。颗粒对管道磨损轻且固体质量流量高而受到广泛的关注。有关气力东南大学博士学位论文输送的国内外文献主要集中在低压低浓度的条件下压损计算及影响因素肚、优化输送过程、寻找最佳工作状态，】、相图【

25、川和管内流动形态分析等领域。对于输送压力高达，输送固气比达条件下高压超浓相及变水分气力输送的可借鉴资料和经验很少，尚无成熟理论依据可以参照，对其更为复杂的流动特性的研究尚处于发展阶段。和【研究了玻璃珠和不同尺寸的煤粉在水平玻璃管中的流动特征，认识到颗粒运动的四种模式：悬浮流、分层流和沙丘流、气固间歇流和低速流动（固体沿着固体静止层的顶部滑动）。后来，描述了水平气固的流动特征，从均匀流到柱塞流。【确定了水平气力输送中三种基本流型：悬浮流、分层流和地毯流。“使用相图来描述水平管中所观察到的气固两相流流型，并提出了决定水平气固两相流流型的三个最重要的参数是气体的平均速度、颗粒尺寸和管道直径。冽考察密

26、相气力输送系统中物料流动的不稳定性，采用高速摄影与分析流型，得到一致结果，同时还对管道中物料的浓度进行功率谱、互相关函数和混沌分析，结合所获得的数据，得到不稳定输送的特征。瑚对气力输送的利弊及缺点进行了系统的介绍，对压降的计算和流动形态辨别的方法进行了研究，同时探讨了在不稳定的状态下利用光滑管壁输送粗糙物料的可行性。细物料和可压缩塑料颗粒的柱塞输送设备的输送规律也进行相关的探讨。对传统的压降预测经验公式进行修正，应用到较粗糙的物料输送压损预测中，与试验数据相吻合。【对水平稀相涡轮式气力输送的颗粒特性进行了研究，利用摄像技术测量气力输送的管路剖面的颗粒速度和浓度分布，对涡轮式气力输送的颗粒速度和

27、浓度分布进行了探讨。”将直径的沙粒通过直径、，和，长度的水平管输送，研究低速气力输送的压降特性。输送气体在水平管轴向的膨胀导致流动的变化，压降呈现非线性变化，提出了低速输送下的压力降经验公式。利用试验方法探讨压损最小时的经济速度，研究物料的半径、密度和颗粒外形对能量损耗最低时的噎塞速度。利用试验数据和输送相图，获得固体装入比与数之间的相关性。”获得不同输送条件下压力脉动的幅度和频率分布规律。提出在典型的相图中对应于最小压力处的气体速度处的波动最小，获得压力变化轨迹与稳定区域之间的联系。为使气力输送达到最佳输送状态，提出了两种不同的优化技术。，对粒状物料低速柱塞流的输送极限进行了研究，在不稳定输

28、送区域的确定方法也在理论和试验两个方面进行了探讨，提出了界定不稳定区域的方法和稳定标准的新理论模型。并对远距离大规模气力输送设备设计、预测压降等进行了研究。【”对现存浓相气力输送模型进行探讨，寻找最佳压损计算模型，结合试验数据，提出了相应的计算经验公式。采用试验方法对不同物料浓相柱塞流的摩擦系数进行测量，为现有的经验公式和理论模型提供更为准确的参数。气固两相流的压力和压损信号载有大量的动态信息，是物料特性，输送形态，稳定性、输送管道几何特性和能量交换等流动特性的综合体现。许多先进的信号处理方法已经用于两相流动特性的分析，如小波分析】、功率谱密度”“”、层析技术“】及混沌等。，通过改变气体速度、

29、固体质量流量等进行输送试验，利用多尺度小波分析、概率密度和统计规律分析输送过程中的压力脉动信号，获得了不同流动形态下的脉动规律。和利用小波分析将压力信号从时域空间转变到时频空间，对不稳定流动进行状态诊断和泄漏探测。将神经网络和小波分析应用到输送中的流型辨别，采用九尺度，波分析压力信号，然后将压力信号输入神经网络中进行流型鉴别。采用测量技术，对输送过程中物料由于摩擦所载的静电进行测量，从而获得第一章绪论物料颗粒的运动速度。”】采用电容测量系统构成电容方阵，根据输送物料与输送气体的电容量不同获得电信号，然后进行图像反演进行流型鉴别】采用电容层析成像技术监视输送过程中的特征参数，利用统计学规律分析获

30、得的试验数据，直接用来控制输送过程。忡采用多分辨小波分析对涡轮式气力输送系统的差压信号进行分析，发现悬浮流和沙丘流的相同尺度上存在不同特征现象，且主频存在差别。国内很多研究机构和学者也对气力输送的流动特性】进行了研究。哈尔滨工业大学的王宏建立了高浓度气力输送试验台，实现了高浓度煤粉的连续输送。采用尸一测量系统，对垂直管道截面上有关参数进行测量，发现轴向平均速度分布不均匀，中心区域高，边壁区域低；轴向脉动速度边壁区域大，中心区域小。径向平均速度边壁区域大，中心区域小；径向脉动速度变化剧烈，浓度越高，变化越剧烈。该文进行了垂直管段阻力特性试验研究。对垂直管高浓度流动现象进行了研究，发现贴壁现象，输

31、送比越大，贴壁越严重截面浓度分布较均匀。垂直管内流动状态处于铅垂气力输送状态相图的噎塞点下，试验时容易发生管道堵塞现象。东北大学的吴新杰”利用电容层析成像方法，针对气固两相流图像重建、流型辨识、速度及其分布测量中的有关问题进行探讨和研究。北京科技大学的江洪、沈颐身，等建造了输送管径为的气力输送装置，对浓相气力输送的相图和流动形态及其相应的变化规律进行研究。龚欣，等在内径为，、的管道中进行输送试验，考察操作参数对煤粉质量流量、固气比和表观速度等特征参数的影响，获得低压下特征参数随试验条件的变化规律，给出了基于试验系统描述各参数之间相互关系的经验方程。周建刚等提出了一种适合高炉喷煤高浓度输送的新工

32、艺，即流化罐上出料形式，总管补气调节粉料量，单管路输送至高炉炉前的分配器，粉料经分配器支管分配到各个风口。同时研究开发了煤粉高浓度流化装置、气力调节装置和球形旋流分配器。该工艺简单合理，经企业大中型高炉试验证明，该工艺及其配套装置可以满足大能力煤粉输送和精确控制及均匀分配的要求。赵军”等以空气、粉煤灰和砂石作为工作介质，对气力输送管道中气固两相流的流动特性进行了系统的试验研究，尤其对管路系统的特性、操作条件、物料和气体的性质等影响气固两相流压力损失的主要因素进行了深入的分析与探讨，并针对气力输送工程设计中的节能降耗问题给出了指导性结论。林江对气力输送系统中具有不同初始状态的固粒群在加速区的气固

33、两相流动进行了数值模拟。气流场采用修正的加湍流模型进行计算，利用相间滑移数值方法（）求解全流场的方程，并推导求解了在时间模式和空间模式下具有不同初始速度的固粒群的运动解析关系。邱鹏华【”等在总结前人获得的经验公式的基础上，在高浓度试验台上进行试验，获得水平管细粉高浓度分层流动的阻力公式。陈斌考虑了颗粒之间以及颗粒和壁面之间的碰撞，建立了颗粒动力学双流体模型，对气力输送过程中输送气速、颗粒密度、颗粒直径、颗粒的质量流量、颗粒之间的碰撞恢复系数、颗粒与壁面碰撞恢复系数、镜面反射因子、输送管道管径和管道的倾斜角度等参数对输送的影响进行了数值模拟。欧阳洁”对用于两相流计算的硬球模型进行简化，模拟了水平

34、气力输送系统中颗粒波的动态流型。气体状态由两相耦合的方程描述，颗粒运动通过单颗粒的运动轨迹描述。并且，颗粒的碰撞运动由冲量守恒原理控制，颗粒的悬浮运动由力平衡方程决定，相间耦合作用依据牛顿第三定律处理。模拟结果从介观层次呈现了水平气力输送系统中与实验特征吻合的颗粒波状流，说明了颗粒波的传播速度取决于气体速度，它并不敏感地依赖于系统中的存科量及物料密度。沈湘林【等用氮气进行干煤粉加压密相输送实验，研究了该系统作为干煤粉加压气化炉供煤装置的工作特性，包括输送稳定性、以及东南大学博士学位论文输送压差与煤粉输送速率和输送管中煤粉浓度的关系等。并指出在高压、高浓度密相输送情况下，输送管中的煤粉浓度是影响输送管道压降的主要因素。熊源泉，等通过试验和理论计算两种方法研究高浓度下煤粉密相气力输送管稳定段的压力损失情况。把的附加损失系数的经验关系式引入经典的气力输送理论中，理论计算值与试验值吻合的相当好。将先进的信号分析方法引入气固两相流流动特性分析，提取特征信息在国内也得到了一定程度的发展和应用。陈利东口”在对浓相输送的相图、流型及稳定性研究的基础上，提出了一种检测流型与判断稳定性的方法。在分析和处理计算机采集到的输送管内压力波动信号后，发现水平输送管内压力波动信号较大振幅的概率密度之和与表观气速之间有较好的对应关系，可作为判断