國標(biāo)碳鋼彎頭提升管是進(jìn)行氣固兩相反應(yīng)、傳質(zhì)、傳熱等工藝過程的重要反應(yīng)器。提升管內(nèi)的氣固兩相流動不僅受顆粒循環(huán)量、操作氣速等工況參數(shù)的影響，而且還與提升管出口結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。碳鋼彎頭是提升管出口與旋風(fēng)分離器連接的常用部件。之所以選擇T型彎頭，是由于T型彎頭的突出盲管部分在氣固兩相流動的轉(zhuǎn)向過程中起到氣墊作用，改變了運動顆粒對器壁的沖擊角，可以有效地防止顆粒對管壁的沖蝕磨損，同時T型彎頭結(jié)構(gòu)簡單，易于制造和維護(hù)。但是，碳鋼國標(biāo)彎頭對提升管反應(yīng)器內(nèi)氣固兩相的流動和壓降有著重要影響陣。研究結(jié)果表明T型彎頭內(nèi)所形成的顆粒堆積導(dǎo)致了顆粒的返混，其結(jié)果對提升管出口端氣固兩相流的壓力分布和濃度分布產(chǎn)生很大的影響。Cheng等依此把T型彎頭劃分為一種提升管強約束的出口。Juray等的模擬表明這種約束作用隨T型彎頭出口面積的減小而增大。崔鑫等的實驗表明顆粒質(zhì)量流率和入口速度越高，約束用也越大。由于T型彎頭的強約束作用，在提升管頂部的出口區(qū)造成大量顆粒的返混或滯留，使提升管頂部的固含率增大，導(dǎo)致提升管的軸向空隙率呈現(xiàn)“C”形分布。這也使提升管的軸向壓力分布發(fā)生變化，進(jìn)而影響到T型彎頭的壓降。雖然已經(jīng)有文獻(xiàn)對T型彎頭的壓降進(jìn)行了實驗和數(shù)值研究，但碳鋼彎頭壓降與這種約束程度的相互影響機制尚缺乏分析，也缺乏對T型彎頭尺寸優(yōu)化的研究。因此開展操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸對提升管出口T型彎頭壓降特性的研究是非常必要的。為此，本文在大型循環(huán)流化床實驗裝置上，考察提升管出口T型彎頭的壓降與操作氣速、顆粒濃度、T型彎頭的出口管直徑等操作條件和結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系，分析T型彎頭的壓降特性，以便為提升管出口T型彎頭的優(yōu)化設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
彎頭在管道實際工程中的運用
無縫化彎頭管道在實際工程中有著廣泛的運用，為了在管路設(shè)計中達(dá)到安全運行、經(jīng)濟輸送的目的，必須在管網(wǎng)水力計算中盡可能合理解決管道內(nèi)流體的能量損耗與能量供應(yīng)之間的矛盾。碳鋼彎頭管道型變件局部阻力系數(shù)是管道水力計算中極為常用的水力參數(shù)。承插式彎頭是一種常見的管道連接件，因其具有連接簡單、快捷、省時、省力、安裝費用低等優(yōu)點，在實際管道連接中得到廣泛運用，同時其局部阻力較大，對水流影響顯著。研究承插式彎頭的局部阻力系數(shù)及水力特性對優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計、管道水力計算具有重要意義。由于PvC承插式彎頭的水力特性研究還很少，碳鋼彎頭的試驗和數(shù)值模擬相對比較多萬，而彎頭和承插式彎頭具有相似性，所以可以作為參考。木文通過試驗研究，同時結(jié)合數(shù)值模擬，對管道彎頭的局部阻力系數(shù)及流態(tài)變化進(jìn)行了分析，分析了管道彎頭的水力特性及能量損失的主要原因。
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