聚乙烯流化床中靜電分布的研究的開題報告

聚乙烯流化床中靜電分布的研究的開題報告一、選題背景及意義流化床是一種在化工、環(huán)境、材料等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的反應(yīng)器。在流化床中，床層由固體顆粒與氣體共同組成，固體顆粒之間發(fā)生接觸、摩擦、碰撞等現(xiàn)象，會產(chǎn)生大量靜電荷，使顆粒表面帶電。靜電荷的存在會影響物質(zhì)顆粒的運(yùn)動及其在流化床中的行為，因而對流化床中靜電荷的研究具有重要意義。目前，聚合物在流化床中應(yīng)用日益廣泛，其中聚乙烯是一種常見的聚合物，其流化床反應(yīng)器在石化、化工等行業(yè)有廣泛應(yīng)用。然而，聚乙烯在流化床中的靜電問題一直存在，靜電荷對聚乙烯顆粒在反應(yīng)器中的流動、混合、傳熱及反應(yīng)等方面均有著極其復(fù)雜的影響。因此，研究聚乙烯流化床中靜電荷的分布規(guī)律具有重要的現(xiàn)實意義和科學(xué)價值。二、研究內(nèi)容本文擬采用實驗與模擬相結(jié)合的研究方法，探究聚乙烯流化床中靜電荷的分布規(guī)律。具體工作內(nèi)容如下：1.制備聚乙烯顆粒樣品，分別測量其電位、顆粒形態(tài)、尺寸分布等，并對顆粒進(jìn)行表面處理以減小表面粘附效應(yīng)。2.設(shè)計聚乙烯流化床實驗系統(tǒng)，考慮氣體流量、床層高度、壓力、溫度等參數(shù)對聚乙烯顆粒靜電分布的影響，進(jìn)行實驗研究。3.利用有限元分析軟件建立聚乙烯顆粒在流化床中的數(shù)值模型，預(yù)測聚乙烯顆粒靜電分布規(guī)律，并與實驗結(jié)果進(jìn)行比較驗證。4.結(jié)合實驗與模擬結(jié)果，分析聚乙烯顆粒靜電分布規(guī)律與流化床系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系，探討靜電荷對聚乙烯流化床反應(yīng)器運(yùn)行性能的影響機(jī)理。三、預(yù)期成果1.獲得聚乙烯流化床中靜電荷的分布規(guī)律，為進(jìn)一步探究反應(yīng)器性能、優(yōu)化工藝提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。2.建立聚乙烯顆粒在流化床中的數(shù)值模型，為優(yōu)化反應(yīng)器性能、指導(dǎo)優(yōu)化工藝提供理論依據(jù)。3.討論聚乙烯在流化床中的靜電問題，為在聚合物流化床反應(yīng)器中的應(yīng)用提供相關(guān)參考。四、研究方法與技術(shù)路線1.實驗方法：制備樣品、設(shè)計實驗系統(tǒng)、進(jìn)行實驗測量。2.數(shù)值模擬方法：流體力學(xué)模擬、離散元模擬等。3.技術(shù)路線：（1）確定實驗樣品的物理化學(xué)性質(zhì)。（2）制備聚乙烯流化床，設(shè)計實驗系統(tǒng)，進(jìn)行實驗測量。（3）對實驗結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得聚乙烯顆粒在流化床中的靜電分布規(guī)律。（4）建立聚乙烯顆粒在流化床中的數(shù)值模型，預(yù)測聚乙烯顆粒靜電分布規(guī)律。（5）將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行比較驗證，得出結(jié)論。五、研究進(jìn)度安排1.第一年（2022.9-2023.8）：（1）調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)，了解聚乙烯靜電荷的分布規(guī)律研究現(xiàn)狀。（2）制備聚乙烯顆粒樣品，進(jìn)行形態(tài)分析、尺寸測定和電位測試。2.第二年（2023.9-2024.8）：（1）設(shè)計聚乙烯流化床實驗系統(tǒng)，進(jìn)行實驗研究。（2）對實驗結(jié)果進(jìn)行初步處理，得到聚乙烯顆粒在流化床中的靜電分布規(guī)律。3.第三年（2024.9-2025.8）：（1）建立聚乙烯顆粒在流化床中的數(shù)值模型，預(yù)測聚乙烯顆粒靜電分布規(guī)律。（2）將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行比較驗證，得出結(jié)論。（3）完成畢業(yè)論文撰寫。六、參考文獻(xiàn)1.李強(qiáng)，等.聚乙烯粉在流化床中的靜電行為.化工學(xué)報，2012（2）:325-3292.陳忠，等.氣相流化床中聚合物的靜電充電與解除.江蘇大學(xué)學(xué)報，2019