声磁复合场流化床超细颗粒流化行为的研究

论文摘要

超细颗粒因具有毫米级材料不具备的诸多优异性能而被广泛应用于生物材料化妆品催化剂塑料等工业并且日益受到学术界的关注但由于该类颗粒粒径小颗粒间粘性较大流化过程中易出现沟流和节涌等现象难以正常流化制约了其应用领域本文在对国内外研究现状分析的基础上应用外加声磁复合场的方法实现超细颗粒的平稳流化同时建立了声磁复合场下超细颗粒的能量平衡模型在内径为56 mm的玻璃流化床中以未改性5 10 nm SiO2有机改性5 10 nm SiO2和500 nmSiO2 3种纳米级颗粒为实验的主体物料Fe3O4粒径小于0.053 mm为客体颗粒在声压级为90 105 dB声波频率为0 300 Hz范围内系统考察了声波对超细颗粒流化行为的影响研究表明当声场频率处于50 Hz声压级大于100 dB时声波可以有效地消除节涌抑制沟流降低临界流化速度减小聚团尺寸显著改善超细颗粒的流化质量声场频率一定声场强度越大颗粒团聚体的直径越小客体颗粒的添加比例存在一最优值在玻璃流化床中同时引入声场和磁场以未改性5 10 nm SiO2有机改性5 10 nm SiO2和500 nmSiO2 3种纳米级颗粒为实验的主体物料Fe3O4粒径小于0.053 mm为客体颗粒在声压级为90 105 dB声波频率为0300 Hz磁感应强度为0 12 mT范围内系统考察了声磁复合场对超细颗粒流化行为的影响结果表明超细颗粒中添加较大铁磁性颗粒并引入声磁复合场可有效消除流化床中的节涌抑制沟流使之在低气速下实现稳定流化显著改善超细颗粒的流化质量临界流化速度随磁感应强度的增加而减小对声磁复合场中超细颗粒团聚体作能量分析建立了超细颗粒团聚体相互碰撞时的能量平衡模型通过模型解析值与实验值的对比验证证实此模型可对影响聚团破碎和聚团尺寸的因素进行了定性和定量的分析

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 概述
• 1.1.1 流态化技术
• 1.1.2 颗粒分类方法
• 1.2 C 类颗粒外场流态化研究进展
• 1.2.1 声场流化床
• 1.2.2 磁场流化床
• 1.2.3 振动流化床
• 1.3 超细颗粒流化模型的研究进展
• 1.4 对已有研究的评价及前景展望
• 1.5 本文研究内容及创新点
• 第2章 双组分超细颗粒声场流态化
• 2.1 概述
• 2.2 实验装置
• 2.3 实验原料
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 流化质量的评定
• 2.4.2 临界流化速度
• 2.4.3 双组分超细颗粒无声场流化状况
• 2.4.4 主客体颗粒配比关系
• 2.4.5 声场频率对双组分颗粒流化行为的影响
• 2.4.6 声压级对双组分颗粒流化行为的影响
• 2.4.7 双组分颗粒的塌落行为
• 2.4.8 双组分颗粒的膨胀行为
• 2.5 小结
• 第3章 超细颗粒声磁复合流态化
• 3.1 概述
• 3.2 实验装置
• 3.3 实验原料
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 磁感应强度
• 3.4.2 主客体颗粒配比关系
• 3.4.3 声场频率对流化行为的影响
• 3.4.4 声压级对流化行为的影响
• 3.4.5 磁感应强度对流化行为的影响
• 3.4.6 超细颗粒声磁复合流态化
• 3.5 小结
• 第4章 声磁复合场能量平衡模型
• 4.1 概述
• 4.2 超细颗粒和磁性颗粒在空间上的分布结构
• 4.3 超细颗粒团聚体能量平衡模型的建立
• 4.3.1 不含铁磁性颗粒的聚团发生碰撞
• 4.3.2 聚团与铁磁性颗粒发生碰撞
• 4.3.3 两个均含铁磁性颗粒的聚团发生碰撞
• 4.3.4 一含铁磁性颗粒的聚团与另一聚团发生碰撞
• 4.4 模型数值解同实验值的对比
• 2颗粒聚团尺寸'>4.4.1 未改性5-10 nmSiO₂颗粒聚团尺寸
• 2颗粒聚团尺寸'>4.4.2 有机改性5-10 nmSiO₂颗粒聚团尺寸
• 4 5 小结
• 第5章 结论
• 符号表
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历 在学期间的研究成果