循環式流體化床中利用小波多分辨率分析鑑識B類粒子絮狀物與絮狀物流力行為之探討

Abstract

本實驗以平均粒徑200μm、密度2478 kg/m3之Geldart B群之玻璃珠為床質粒子。所使用之設備為高7 m內徑0.108 m之循環式流體化床(circulating fluidized bed, 簡稱CFB)。首先，以床空法(bed empty method)與外插法(extrapolation)界定出CFB中區分紊流流體化(turbulent fluidization)與快速流體化(fast fluidization)之輸送速度(transport velocity) Utr。 於快速流體化下，以壓力探針量測CFB之上升床內各段之軸向平均固體粒子含率。軸向平均固體粒子含率分布隨著表面氣速與粒子循環量的變化而改變。 於快速流體化下，以光纖探針量測CFB之上升床內床底濃相區(bottom dense region)與飛濺區(splash zone)不同徑向位置之固體粒子含率擾動訊號。 利用Yang and Leu (2009)之分析方式，將固體粒子含率擾動訊號以小波多分辨率分析(multi-resolution analysis, MRA)分解成不同尺度(scale)之細波子訊號(detail subsignals)與粗波子訊號(approximation subsignals)。在比較不同尺度之粗波子訊號鑑識Geldart B群粒子之絮狀物(clusters)之差異與所能捕捉原始訊號之能量分率後，吾人認為Yang and Leu (2009)所提出之門檻A11(t)亦適用於Geldart B群粒子。吾人進一步計算出於快速流體化下，不同軸、徑向位置之Geldart B群粒子之絮狀物之流力特性，包含絮狀物之顯現頻率(cluster frequency) fcl、絮狀物顯現時間分率(appearance time fraction of clusters) Fcl、平均絮狀物顯現時間(average cluster duration time)以及絮狀物之平均固體粒子含率(average solids hold-up in clusters)。