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在超浓相气固两相流动加压密相输送系统中,气固两相流的流动特征与固体颗粒的粉体力学性质有着紧密的联系。固体颗粒的粉体性质如粒径、粒径分布、颗粒形状、颗粒密度、含水率等都是影响固体颗粒的粉体力学特性(如休止角、内摩擦角、壁摩擦角、滑动摩擦角等)、颗粒群聚集特性、流动特性和料斗流型的重要因素,因此有必要在研究两相流系统时全面了解固体颗粒的力学性质。干煤粉加压密相输送是干煤粉气流床加压气化的关键技术之一,在干煤粉加压密相实验研究的过程中发现,煤粉的粒径及粒径分布、含水率及煤粉的种类等对煤粉的流动特性有着相对明显的影响,因而在研究煤粉的加压密相输送的过程中,了解各项因素对煤粉的流动特性的影响趋势非常重要。
研究煤粉的流动特性主要采用试验方法,其试验方法也有多种,最常用的、最直接的方法是测定煤粉的屈服轨迹,从中得出相关参数来评价煤粉的流动特性。这种方法不仅试验结果的重现性好,使用范围较广,而且其评价指标也具有明显的物理意义。
本文利用JENIKE剪切测试方法测定4种不同煤种煤粉的抗剪切强度,得出煤粉的流动函数及其它流动性参数,并研究了煤粉的含水率、粒径及粒径分布、表面特征等因素对煤粉流动性的影响。研究结果表明,相同的煤种,相似粒径分布的煤粉,随着含水率的增加,其流动函数值不断减小,流动能力变差;对同一种煤的3个不同粒径分布的煤粉试样的试验结果表明,随着煤粉中细粉含量的增加,煤粉的流动函数值变小,粘性增加,流动能力变差:研究还发现,在其它条件类似的情况下,煤粉表面结构的差异对煤粉的流动性也有非常显著的影响。
本文的研究以兖州煤、大同煤、神府煤及混合煤为对象,研究各项因素包括水分、煤粉的粒径分布及煤粉的种类对煤粉的粉体力学性质及流动特性的影响,对超浓相气固两相流动加压密相输送试验具有指导性意义,为煤粉的稳定安全的输送及料仓的合理设计提供可靠参数。