纳米级SiO2超细颗粒在声场流化床中的流化特性

论文摘要

纳米颗粒由于尺寸微小,其表面结构和电子结构发生变化,从而表现出许多大块物料所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应,使纳米颗粒展现出许多特有的性质,在催化、滤光、光吸收、医药、磁介质及新材料等方面有着广阔的应用前景。作为一种强化气固接触的手段,流态化技术在纳米颗粒制备、处理和应用方面都具有独特的优越性,因此,纳米颗粒的流态化技术越来越受到人们重视,并对其展开了研究。本文以原生纳米级SiO2超细颗粒为物料,首先在横截面130×10mm2的二维流化床和内径130mm的三维流化床中,考察了声波对纳米级SiO2超细颗粒流化行为的影响,结果发现:在无声场引入时,纳米级SiO2超细颗粒除在三维流化床中出现了活塞流以外,在二维、三维流化床中都出现了裂纹、沟流、聚团流化现象,最小流化速度较高,形成的聚团尺寸较大,流化质量差;而当引入适当频率的低频强声波,可以消除活塞流、抑制沟流现象,大大减小聚团尺寸、降低临界流化速度,从而显著改善纳米级SiO2超细颗粒的流化质量;但另一方面,声场能促进气泡聚并长大,实验发现,在二维床中,当声压高于138dB时出现了节涌。本文还较系统了研究了原生纳米级SiO2超细颗粒在声场流化床中的流化特性,结果表明:在频率一定的情况下,声压越高,流化床中形成的聚团尺寸越小,最小流化速度越低,流化质量越好;当声压低于120dB时,声场对

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 2 文献综述
• 2.1 颗粒的分类
• 2.2 超细颗粒在高气速下的聚团流化
• 2.3 改善超细颗粒流化质量的两类方法
• 2.3.1 利用本征措施改善超细颗粒流态化性能的研究
• 2.3.2 利用引入外力场改善超细颗粒流态化的研究
• 2.3.2.1 利用引入振动场改善超细颗粒流态化的研究
• 2.3.2.2 利用引入磁场改善超细颗粒流态化的研究
• 2.3.2.3 利用引入声场改善超细颗粒流态化的研究
• 2.3.2.4 利用引入声场改善超细颗粒流态化的优点
• 2.4 二维流化床
• 2.5 聚团形成的机理与预测模型
• 2.5.1 聚团形成机理
• 2.5.2 预测模型
• 2.5.2.1 网状模型
• 2.5.2.2 链模型
• 2.5.2.3 Chaouki等人的动力学预测模型
• 2.5.2.4 Horio 等人预测模型
• 2.5.2.5 Morooka 等人预测模型
• 2.5.2.6 三球模型
• 2.5.2.7 簇—子簇模型
• 2.5.2.8 簇—子簇振动模型
• 2.5.2.9 粱华琼等人的预测模型
• 3 超细颗粒间受力分析
• 3.1 超细颗粒间粘性力分析
• 3.1.1 粘性力的分类
• 3.1.2 范德华力
• 3.1.2.1 范德华力的计算
• 3.1.2.2 范德华力影响因素的分析
• 3.1.2.3 参数估计
• 3.1.3 静电力
• 3.1.4 毛细管凝聚力
• 3.1.5 颗粒间粘性力总体分析
• 3.2 流化床中聚团的受力分析
• 3.2.1 流体动力学力或曳力
• 3.2.2 参数估计
• 4 实验
• 4.1 实验装置与流程
• 4.2 实验物料性能
• 4.3 操作条件
• 5 结果与讨论
• 2 超细颗粒在二维床内的流化特性'>5.1 原生纳米级SiO₂超细颗粒在二维床内的流化特性
• 2超细颗粒在二维床内的流化特性'>5.1.1 无声场时纳米级 SiO₂超细颗粒在二维床内的流化特性
• 2 超细颗粒沟流的抑制'>5.1.2 声波对二维床内纳米级SiO₂超细颗粒沟流的抑制
• 2超细颗粒在二维床内的流化特性的影响'>5.1.3声压对纳米级 SiO₂超细颗粒在二维床内的流化特性的影响
• 2超细颗粒在二维床内的流化特性的影响'>5.1.4 声波频率对纳米级 SiO₂超细颗粒在二维床内的流化特性的影响
• 5.2 原生纳米级Si02超细颗粒在三维床内的流化特
• 2 超细颗粒在三维床内的流化特'>5.2.1 无声场时纳米级SiO₂超细颗粒在三维床内的流化特
• 2超细颗粒在三维床内的流化特性的影响'>5.2.2 声压对纳米级 SiO₂超细颗粒在三维床内的流化特性的影响
• 2超细颗粒在三维床内流化特性的影响'>5.2.3 声波频率对纳米级 SiO₂超细颗粒在三维床内流化特性的影响
• 2 超细颗粒的流化特性小结'>5.2.4 原生纳米级SiO₂超细颗粒的流化特性小结
• 6 验证聚团尺寸的预测模型
• 6.1 声场流化床中实际聚团的估算
• 6.2 模型验证
• 6.3 模型讨论
• 结论
• 展望
• 符号说明
• 参考文献
• 致谢
• 声明