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下行床气固传质特性的实验与理论研究的开题报告

一、选题的背景和意义

床层气固传质是流体化床燃烧、流化床反应和颗粒物处理等多种过

程的关键环节。在燃烧领域，床层内气体与固体粒子之间的传质过程直

接影响着反应的速率，进而决定了燃烧的效率和排放物的质量。在质量

转化过程的控制和优化中，床层气固传质的研究是非常重要的。

床层内气体和颗粒物的流动受到床层内气氛的流动状态、流体化床

的结构、尺寸和粒子性质等方面的影响，因此需要进行实验和仿真来加

深对床层气固传质机理和规律的了解，为技术应用和工程实践提供理论

和实验依据。

本研究选取下行床气固传质作为研究对象，运用实验室模拟和理论

分析等手段探究下行床内气固传质特性，旨在深入了解下行床内气固传

质机理和规律，为下行床流化床的工程应用提供科学依据。

二、研究思路与内容

2.1研究思路

本研究采用实验室模拟和理论分析两种手段，通过对下行床内气体

和固颗粒流动的实验和数值模拟，以及对床层内气体和颗粒固体流动的

力学分析，探究下行床气固传质的特性和机理，揭示下行床内气体和物

料之间的相互作用和传递规律，为下行床流化床的应用提供科学依据。

2.2研究内容

（1）下行床内气固传质实验研究：构建下行床传质实验装置，通过

对不同气氛下颗粒物质量传输速度的测量，研究下行床内气固传质特性。

（2）下行床流化床流动特性的仿真模拟：采用数值模拟的方法对下

行床的流体力学特性进行模拟，通过对模拟得到的下行床内气体和颗粒

固体流动场的解析，分析下行床内气固传质机理和规律。

（3）床层内气体和颗粒固体流动的力学分析：通过对下行床内气固

传质过程中气体运动学和颗粒固体运动学的分析，揭示流动过程中不同

物理特性的相互作用和传递规律。

三、研究计划

3.1研究进度

第1-2个月：文献综述、技术培训；

第3-4个月：实验室建设、下行床内气固传质特性实验研究；

第5-6个月：数值模拟计算、下行床流化床流动特性的仿真模拟；

第7-8个月：计算分析、床层内气体和颗粒固体流动的力学分析；

第9-10个月：结果分析和报告撰写；

第11-12个月：论文撰写和答辩准备。

3.2预期成果

（1）深入了解下行床内气固传质机理和规律；

（2）揭示流动过程中不同物理特性的相互作用和传递规律；

（3）为下行床流化床的工程应用提供科学依据。

四、参考文献

[1]阳跃飞,朱咏蓉.床层内颗粒物质量传输的研究[J].化工学报,

2002,53(10):1099-1103.

[2]刘宏雨.固-气传质科学与技术学[M].化学工业出版社,2008.