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超临界循环流化床下降水冷屏流量分配特性试验研究
超临界循环流化床下降水冷屏流量分配特性试验研究
摘要：本文通过对超临界循环流化床下降水冷屏的流量分配特性进行试验研究，提出了一种基于水力均衡原理和压降控制策略的流量控制方法。试验结果表明：该方法能够有效控制超临界循环流化床下降水冷屏的流量分配，并保持冷屏多孔板的稳定传热性能，具有一定的工程应用价值。
关键词：超临界循环流化床；降水冷屏；流量分配特性；水力均衡
一、引言
超临界循环流化床是一种高效的化工反应器，广泛应用于煤化学、石化等领域。在超临界循环流化床内，气体和固体两相流体的运动特性十分复杂，对流体动力学及传热传质等过程的研究一直是热点和难点问题。在超临界循环流化床内，降水冷却技术一般采用直接降水冷却和冷屏降水冷却两种方式。冷屏降水冷却技术通过在超临界循环流化床内增设冷屏，改变传热方式，增加传热面积，从而达到提高稳定性和传热效率的目的。然而，在超临界循环流化床内，冷屏多孔板通过孔隙与周围介质相连通形成分散流道，不同孔隙间的流通路径存在多样性和梯度差异性，给流量控制带来了一定困难。
二、试验原理和方法
本文采用直接测量和计算模拟相结合的方法，对超临界循环流化床下降水冷屏的流量分配特性进行研究。首先，通过测量流量计、多孔板和底部喷头的压力和流量，建立了降水冷屏流量分配特性的试验台。其次，采用实时监控和数据采集系统对试验过程进行自动化控制和数据处理。
三、试验结果和分析
在试验过程中，通过调节冷屏喷头和喷头出口压力等参数，控制多孔板上的流量分配，研究了不同流量分配方式下的压降和流场分布等特性。结果表明：采用水平间距为1.5倍孔隙直径的对称分配方式能够实现流量均分，但多孔板上存在明显的压降不均衡现象；采用压降控制方式可以有效消除孔隙间的差异性，保持冷屏多孔板的稳定传热性能；在某一区域内可以通过较高的压降来增加流量，提高传热效率，但需要考虑到整体流场结构的稳定性。
四、结论和展望
本文通过对超临界循环流化床下降水冷屏的流量分配特性进行试验研究，提出了一种基于水力均衡原理和压降控制策略的流量控制方法。试验结果表明：该方法能够有效控制超临界循环流化床下降水冷屏的流量分配，并保持冷屏多孔板的稳定传热性能，具有一定的工程应用价值。未来的研究可以进一步探究降水冷却技术对超临界循环流化床内气固两相流体的运动特性的影响，从而进一步优化降水冷却的工艺流程和参数设计。