颗粒物料在回转窑内的运动特性模型

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1、第41卷第7期浙江大学学报(工学版)V01．41NO．72007年7月JournalofZhejiangUniversity(EngineeringScience)Jul．2007颗粒物料在回转窑内的运动特性模型刘刚，池涌，蒋旭光，刘炳池，岑可法(浙江大学热能工程研究所，能源清洁利用国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：为了研究颗粒物料在回转窑内的运动特性，通过试验方法研究了操作条件(如回转窑转速、倾角、给料速率等)对颗粒物料在回转窑内停留时间等运动特性的影响，利用散体颗粒理论和矢量分析的方法建立了反映颗粒物料在回转窑内

2、的运动特性的颗粒随机轨迹运动模型．该模型引入了在回转窑低填充率(小于10％)条件下给料速率对窑内物料运动特性的影响，可以更准确地预测固体颗粒状物料在回转窑内的平均停留时间．通过与试验数据的对比，证明随机颗粒轨迹模型是一种预测回转窑内颗粒物料运动平均停留时间和平均体积流率的有效工具．关键词：回转窑；颗粒物料；运动特性；颗粒轨迹模型；给料速率回转窑www.51shuinishebei.com.cn中圈分类号：TKl6文献标识码：A文章编号：1008—973X(2007)07—1195一06Modelofaxialtransport

3、ofparticlesinrotarykilnLIUGang，CHIYong，JIANGXu—guang，LIUBing—chi，CENKe—fa(StateKeyLaboratoryofCleanEnergyUtilization，InstituteforThermalPowerEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Amodeloftheaxialtransportofparticlesintherotarykilnwasbuiltbased

4、onanalysisandex-perimentsonmainfactorsinfluencingthemeanresidencetime，hold—upandmeanvolumeflowofparticlesintherotarykiln，suchasrotationalspeeds，anglesofinclinationandfeedrates，usingthediscreteparticletheoryandvectoranalysis．Therandomparticletrajectorymodel(PTM)waspr

5、ovedtobeaneffectivewaytopredicttheaxialtransportofparticlesintherotarykiln．Effectsoffeedratesonthemeanresiduetimewerestudiedwhentheholdupwaslessthan10％．Thismodelismoreaccuratethanexistingonesinpre—dictingthemeanresidencetimeandmeanvolumeflowofparticlesintherotarykil

6、n．Keywords：rotarykiln；particles；axialtransport；particletrajectorymodel(PTM)；feedrate回转窑内物料的平均停留时间(meanresidence床层厚度、停留时间之间的关系．在Sullivan试验的time，MRT)是回转窑反应器的一个重要参数．在固基础上，Saeman【23发展了基于单颗粒轨迹几何分析体废弃物焚烧及热解中，MRT直接关系到二次污计算物料MRT的模型，Kramers等人[31进一步完染的排放(有害废弃物的焚毁程度)和能源回收率．善和发

7、展了该思想并简化了关联式．Spurling等尽管采用流体的轴向扩散模型(axialdiffusion人[41相继开展了颗粒在回转窑内运动的试验研究，model，ADM)在很多情况下可以很好地描述物料在并归纳了物料的MRT与结构参数、物料特性和操回转窑内的输运过程，但对于回转窑内颗粒化较强作条件等的经验关联式．“等人剐对城市生活垃圾的物料运动，采用从散体动力学出发的颗粒轨迹模在回转窑内的运动特性进行了研究．Sherritt等型(particulatetrajectorymodel，PTM)更加接近实人[63对回转窑内物料颗粒的轴

8、向扩散进行了研究．际．Sullivan等人[1’首次研究了回转窑转速、倾角与Rogers等人[7]在PTM模型中应用MonteCarlo算收稿日期：2006—02一06．浙江大学学报(工学版)网址：www．journals．zJu．edu．cn／eng基金项目：国家自然科学基