本發(fā)明涉及一種流化床多組分顆粒擴(kuò)散特性的測(cè)量裝置及測(cè)量方法，屬于流化床和多相流測(cè)量領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

顆?；旌鲜橇鲬B(tài)化基礎(chǔ)研究的經(jīng)典課題之一。研究顆?；旌系年P(guān)鍵問(wèn)題是如何測(cè)量顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。熱顆粒示蹤法通過(guò)溫度測(cè)量獲得熱顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡，是一種簡(jiǎn)單方便的顆?；旌蠝y(cè)量方法，但傳統(tǒng)熱示蹤方法測(cè)得的溫度分布與實(shí)際示蹤顆粒5的濃度分布往往存在一定偏差，究其原因，主要在于常規(guī)熱顆粒注入方式和示蹤顆粒5加熱方式存在一定缺陷。

傳統(tǒng)熱顆粒示蹤方法一般采用外加的熱顆粒，即先把一部分顆粒作為示蹤顆粒5在床體外部加熱至一定溫度，然后在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)注射孔將熱顆粒注入床內(nèi)，這種方法存在三個(gè)問(wèn)題：(1)外加顆粒并非原先床料顆粒的一部分，當(dāng)注入較少熱示蹤顆粒5時(shí)，這些顆粒在流化風(fēng)冷卻作用下溫度衰減較快，不易測(cè)得床層溫度變化；(2)當(dāng)注入較多熱顆粒時(shí)，這些顆粒會(huì)明顯改變?cè)却擦项w粒的儲(chǔ)存量，從而引起誤差；(3)在注射過(guò)程中，無(wú)論是依靠斜管還是借助注射器，都會(huì)對(duì)熱示蹤顆粒5施加一部分作用力，從而使示蹤顆粒5獲取一定初始動(dòng)量，具有一定初速度的示蹤顆粒5會(huì)明顯改變顆粒自身的初始擴(kuò)散特性。以上問(wèn)題是常規(guī)熱顆粒示蹤方法固有的缺陷，采用這種方法測(cè)量顆粒擴(kuò)散系數(shù)勢(shì)必會(huì)引起一定誤差。

因此，為了全面深入研究多組份流化床顆粒擴(kuò)散、混合和分離特性，迫切需要發(fā)展一種新的熱顆粒示蹤方法，來(lái)克服常規(guī)熱顆粒示蹤方法的缺點(diǎn)，以便準(zhǔn)確測(cè)量多組份流化床的顆粒擴(kuò)散系數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種流化床多組分顆粒擴(kuò)散特性的測(cè)量裝置，本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供上述測(cè)量裝置的測(cè)量方法，用于解決現(xiàn)有熱顆粒示蹤法中存在的靜態(tài)熱顆粒填充困難、動(dòng)態(tài)熱顆粒注射干擾流場(chǎng)、常規(guī)加熱方式熱流不均勻等問(wèn)題。

為解決本發(fā)明第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種流化床多組分顆粒擴(kuò)散特性的測(cè)量裝置，所述的測(cè)量裝置包括待測(cè)量系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)、控制和后處理系統(tǒng)，所述加熱系統(tǒng)的加熱部件一端放置在待測(cè)量系統(tǒng)內(nèi)，另一端與定位系統(tǒng)相連；所述測(cè)溫系統(tǒng)的測(cè)溫部件分布在待測(cè)量系統(tǒng)；所述控制和后處理系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)和測(cè)溫系統(tǒng)相連。

所述的待測(cè)量系統(tǒng)包括流化床體1、角鋼支架2、流量計(jì)16、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17、空壓機(jī)27，其中，其中，流化床體1放置在角鋼支架2上，底部通過(guò)管道與空壓機(jī)27連通，管道上設(shè)置有流量計(jì)16和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17。

所述加熱系統(tǒng)由微波探頭23、加熱端熱電偶22、波導(dǎo)管25、引線24、固定導(dǎo)管6、磁控管26和溫控儀13組成，其中，微波探頭23位于固定導(dǎo)管6和波導(dǎo)管25的底部，微波探頭23外部連接固定導(dǎo)管6，微波探頭23內(nèi)部與波導(dǎo)管25相連，外側(cè)壁上安裝3～5mm高加熱端熱電偶22，引線24與波導(dǎo)管25一起穿過(guò)固定導(dǎo)管6，引線24一端進(jìn)入微波探頭23內(nèi)部和加熱端熱電偶22相連，引線24另一端和波導(dǎo)管25從固定導(dǎo)管6引出，引出的波導(dǎo)管25與磁控管26相連，磁控管26和引出的引線24分別與溫控儀13連接。

所述的定位系統(tǒng)由管夾7、套管8、平移定位螺母9、轉(zhuǎn)軸10、軸套11和轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母12組成；其中，管夾7一端與套管8相連，另一端用于夾緊固定導(dǎo)管6；轉(zhuǎn)軸10呈倒L型，，包括橫桿和豎桿，橫桿上套著套管8，豎桿放置在軸套11內(nèi)；套管8中部設(shè)置平移定位螺母9，擰緊時(shí)緊貼轉(zhuǎn)軸10的橫桿；軸套11豎直安裝在角鋼支架2上，中部設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母12，擰緊時(shí)緊貼轉(zhuǎn)軸10的豎桿。

所述的測(cè)溫系統(tǒng)包括徑向熱電偶21、軸向熱電偶19、管接頭18、測(cè)溫儀14和紅外熱成像儀20，其中，徑向熱電偶21和軸向熱電偶19通過(guò)管接頭18與流化床體1相連，測(cè)溫端深入床內(nèi)一定距離，另一端與測(cè)溫儀14相連；n個(gè)徑向熱電偶21沿流化床體1四周按夾角30～90°均勻布置，每個(gè)徑向熱電偶21在流化床體1內(nèi)部的長(zhǎng)度相差L＝R/n，R為流化床體1的半徑，m個(gè)軸向熱電偶19沿流化床體1高度方向以間距30～100mm布置，深入床體內(nèi)部，距離統(tǒng)一為5～10mm，3個(gè)紅外熱成像儀20以相隔120°夾角均勻布置在流化床體1四周，全景覆蓋流化床體1整個(gè)外壁面；

所述n＝2～12，R＝80～500mm，m＝2～10。

所述的徑向熱電偶21和軸向熱電偶19均為針型熱電偶，直徑為2～5mm。

所述的控制和后處理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)15和后處理程序，其中，計(jì)算機(jī)15與溫控儀13、測(cè)溫儀14、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17和紅外熱成像儀20相連，后處理程序安裝在計(jì)算機(jī)15上。

為解決本發(fā)明第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種利用上述流化床多組分顆粒擴(kuò)散特性的測(cè)量裝置的測(cè)量方法，包括如下步驟：

(1)在流化床體1內(nèi)以集群形式整體放置主體顆粒3、擴(kuò)散顆粒4和示蹤顆粒5，所述主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4相對(duì)位置可以是上下也可以是左右；

(2)將床內(nèi)的擴(kuò)散顆粒4內(nèi)部任意區(qū)域挖去一部分形成規(guī)則空穴，在其中填充示蹤顆粒5；

(3)將微波探頭23從流化床體1頂部中心插入顆粒內(nèi)部，通過(guò)管夾7和定位螺母調(diào)整微波探頭23的位置，使加熱端熱電偶22剛好接觸示蹤顆粒5，而微波發(fā)射孔對(duì)準(zhǔn)示蹤顆粒5所在位置；

(4)啟動(dòng)溫控儀13，設(shè)置控制溫度為T(mén)0，調(diào)節(jié)磁控管26功率，使磁控管26產(chǎn)生微波，并通過(guò)波導(dǎo)管25將微波輸送至微波探頭23，對(duì)示蹤顆粒5進(jìn)行定向加熱，使示蹤顆粒5的溫度快速上升，而主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的溫度不變，同時(shí)，熱電偶將溫度信號(hào)通過(guò)引線24傳輸至溫控箱，并實(shí)時(shí)顯示加熱溫度，直到示蹤顆粒5被加熱到設(shè)定溫度T0；所述T0為50～200℃；

(5)啟動(dòng)測(cè)溫儀14，關(guān)閉溫控儀13，啟動(dòng)空壓機(jī)27，開(kāi)啟電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17，同時(shí)抽出微波探頭23，通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17控制流化風(fēng)速為V1，通過(guò)測(cè)溫儀14測(cè)量并顯示床內(nèi)顆粒的溫度，采用紅外熱成像儀20記錄床體表面溫度，然后將實(shí)時(shí)溫度信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)15，觀察溫度變化曲線，待所有溫度顯示值趨于均勻時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17；所述V1為主體顆粒3的最小流化速度的1～20倍；

(6)將微波探頭23位置、加熱端熱電偶22最高溫度、床層初始高度、流化風(fēng)速V1、軸向熱電偶19和徑向熱電偶21在床內(nèi)的三維坐標(biāo)、主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的質(zhì)量比、示蹤顆粒5的初始位置輸入后處理程序，根據(jù)步驟(4)和(5)中輸送給計(jì)算機(jī)的所述實(shí)時(shí)溫度信號(hào)，自動(dòng)求解顆粒擴(kuò)散方程，獲得該操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

步驟(1)中，所述主體顆粒3放置高度為50～500mm，所述擴(kuò)散顆粒4放置高度為50～500mm，所述主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的質(zhì)量比為1～20。

步驟(2)中，所述的示蹤顆粒5由SiC粉末和生物焦顆粒按質(zhì)量比1：1～10通過(guò)粘性膠燒制成型，所述擴(kuò)散顆粒4和示蹤顆粒5的質(zhì)量比為5～30，所述的示蹤顆粒5和擴(kuò)散顆粒4的顆粒密度和顆粒尺寸一致。所述主體顆粒3可以是石英砂顆粒、玻璃珠顆粒、流化床底渣顆粒，其顆粒密度為1000～3000kg/m³、顆粒尺寸為100～5000μm。所述擴(kuò)散顆粒4可以是活性炭顆粒、生物質(zhì)顆粒、干污泥顆粒、粒狀多晶硅顆粒，其顆粒密度為100～2800kg/m³、顆粒尺寸為100～5000μm。

改變流化風(fēng)速，可以獲得不同操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

有益效果：本發(fā)明提出的流化床多組分顆粒擴(kuò)散特性的測(cè)量裝置及測(cè)量方法具有如下的特色及優(yōu)點(diǎn)：

1、常規(guī)的顆粒熱示蹤方法是將示蹤顆粒5在床外加熱，然后通過(guò)注射孔注入床內(nèi)，這種方法會(huì)改變床料存量，也會(huì)增加示蹤顆粒5的初始擴(kuò)散速度，而本發(fā)明的示蹤顆粒5作為床內(nèi)擴(kuò)散顆粒4的一部分，完全不存在以上兩個(gè)問(wèn)題，可以大大提高顆粒熱擴(kuò)散特性實(shí)驗(yàn)的測(cè)量精度。

2、傳統(tǒng)熱顆粒擴(kuò)散測(cè)量方法的加熱方式，無(wú)論是在床內(nèi)還是在床外，都采用的是電加熱的方式，這種方法通過(guò)熱傳導(dǎo)方式加熱，因此不可避免會(huì)存在顆粒加熱不均勻問(wèn)題，但本發(fā)明的加熱方式采用了微波加熱，不僅能實(shí)時(shí)調(diào)整加熱速率，均勻加熱顆粒，使示蹤顆粒5不存在溫度偏差，而且能對(duì)示蹤顆粒5進(jìn)行選擇性加熱，避免對(duì)主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的加熱，明顯改善了求解擴(kuò)散方程所需要的溫度邊界條件。

3、本發(fā)明測(cè)溫方式為耦合測(cè)溫方式，既有床層內(nèi)部的接觸式測(cè)溫方式，也有床層表面的非接觸測(cè)量方式，這一組合實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱顆粒擴(kuò)散分布的無(wú)死角呈現(xiàn)，提高了顆粒溫度這一重要參數(shù)的測(cè)量精度。

4、本發(fā)明通過(guò)管夾7、套管8和轉(zhuǎn)軸10等零部件的有機(jī)組合，實(shí)現(xiàn)了微波探頭23在床層內(nèi)任意位置的靈活調(diào)整，有利于微波探頭23對(duì)放置在任意位置示蹤顆粒5的定向加熱。

5、本發(fā)明針形熱電偶通過(guò)活動(dòng)管接連接床體，這種連接方式一方面可以密封床體，不至于流化氣泄漏，另一方面可以靈活調(diào)整熱電偶深入床內(nèi)的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同徑向位置顆粒的測(cè)溫。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的多組分流化床顆粒擴(kuò)散特性的測(cè)量方法的實(shí)施示意圖，其中有流化床體1、角鋼支架2、主體顆粒3、擴(kuò)散顆粒4、示蹤顆粒5、固定導(dǎo)管6、管夾7、套管8、平移定位螺母9、轉(zhuǎn)軸10、軸套11、轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母12、溫控儀13、測(cè)溫儀14、計(jì)算機(jī)15、流量計(jì)16、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17、管接頭18、軸向熱電偶19、紅外熱成像儀20和空壓機(jī)27。

圖2是本發(fā)明的流化床體1俯視圖，其中有流化床體11、管接頭18、紅外熱成像儀20和徑向熱電偶21。

圖3是本發(fā)明的加熱系統(tǒng)示意圖，其中有固定導(dǎo)管6、溫控儀13、加熱端熱電偶22、微波探頭23、引線24、波導(dǎo)管25和磁控管26。

具體實(shí)施方式

根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

實(shí)施例1

采用流化床體1內(nèi)徑為200mm，高800mm，加熱端熱電偶22高5mm，6個(gè)徑向熱電偶21沿流化床體1四周按夾角60°均勻布置，每個(gè)徑向熱電偶21在流化床體1內(nèi)部的長(zhǎng)度相差17mm。6個(gè)軸向熱電偶19沿流化床體1高度方向以間距60mm布置，深入床體內(nèi)部，距離統(tǒng)一為10mm

在床體內(nèi)部放置300mm高床層顆粒，其中，主體顆粒3為石英砂顆粒，密度為2400kg/m³，顆粒直徑為0.8mm，放置在床層底部，擴(kuò)散顆粒4為活性炭顆粒，密度為500kg/m³，顆粒直徑為1mm,放置在主體顆粒上部，主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的質(zhì)量比為3:2。示蹤顆粒5由SiC粉末和生物焦顆粒按質(zhì)量比1:3，通過(guò)粘性膠定型燒制而成，它的顆粒密度和顆粒尺寸等物性參數(shù)與擴(kuò)散顆粒4一致。然后將床內(nèi)的擴(kuò)散顆粒4挖去一部分形成規(guī)則空穴，在其中填充示蹤顆粒5。擴(kuò)散顆粒4和示蹤顆粒5的質(zhì)量比為15:1。

具體測(cè)量時(shí)，按如下步驟進(jìn)行：

(1)調(diào)整平移定位螺母9和轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母12固定L型轉(zhuǎn)軸10，并調(diào)整管夾7，使微波探頭23從流化床體1頂部中心插入顆粒內(nèi)部時(shí)，微波探頭23的熱電偶剛好接觸示蹤顆粒5，而微波發(fā)射孔對(duì)準(zhǔn)示蹤顆粒5所在位置。

(2)啟動(dòng)溫控儀13，設(shè)置控制溫度為80℃，調(diào)節(jié)磁控管26功率，使磁控管26產(chǎn)生微波，并通過(guò)波導(dǎo)管25將微波輸送至微波探頭23，對(duì)示蹤顆粒5進(jìn)行定向加熱，使示蹤顆粒5溫度快速上升，而主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的溫度不變，同時(shí)，熱電偶將溫度信號(hào)通過(guò)引線24傳輸至溫控箱，并實(shí)時(shí)顯示加熱溫度，直到示蹤顆粒5被加熱到控制溫度80℃。

(3)啟動(dòng)測(cè)溫儀14，關(guān)閉溫控儀13，開(kāi)啟電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17，同時(shí)抽出微波探頭23，使流化風(fēng)速達(dá)到石英砂顆粒的最小流化速度的1.5倍，通過(guò)測(cè)溫儀14測(cè)量并顯示床內(nèi)顆粒溫度，采用紅外熱成像儀20記錄床體表面溫度，然后將實(shí)時(shí)溫度信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)15，觀察溫度變化曲線，待所有溫度顯示值趨于均勻時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17。

(4)將微波探頭23位置、加熱端熱電偶22最高溫度、床層初始高度、流化風(fēng)速、軸向熱電偶19和徑向熱電偶21在床內(nèi)的具體位置、主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的比例具體數(shù)值手動(dòng)輸入后處理程序作為邊界條件，同時(shí)根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)變化規(guī)律，自動(dòng)求解顆粒擴(kuò)散方程，獲得該操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

(5)分別控制流化風(fēng)速為石英砂顆粒的最小流化速度的2、2.5、3、3.5、4、4.5、5倍，依次重復(fù)以上過(guò)程，獲得不同操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

實(shí)施例2

采用流化床體1內(nèi)徑為300mm，高1000mm，加熱端熱電偶22高5mm，8個(gè)徑向熱電偶21沿流化床體1四周按夾角45°均勻布置，每個(gè)徑向熱電偶21在流化床體1內(nèi)部的長(zhǎng)度相差18mm。8個(gè)軸向熱電偶19沿流化床體1高度方向以間距60mm布置。

在床體內(nèi)部放置420mm高床層顆粒，其中，擴(kuò)散顆粒4為生物質(zhì)顆粒，顆粒密度為320kg/m³，放置在床層底部，顆粒直徑為0.5mm，主體顆粒3為石英砂顆粒，顆粒密度為2400kg/m3，顆粒直徑為0.7mm，在擴(kuò)散顆粒上部，主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的質(zhì)量比為1:1。示蹤顆粒5由SiC粉末和生物焦顆粒按質(zhì)量比1:5通過(guò)粘性膠定型燒制而成，它的密度、尺寸等物性參數(shù)與擴(kuò)散顆粒4一致。然后將床內(nèi)的擴(kuò)散顆粒4挖去一部分形成規(guī)則空穴，在其中填充示蹤顆粒5，擴(kuò)散顆粒4和示蹤顆粒5的質(zhì)量比為10:1。

具體測(cè)量時(shí)，按如下步驟進(jìn)行：

(1)調(diào)整平移定位螺母9和轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母12固定L型轉(zhuǎn)軸10，并調(diào)整管夾7，使微波探頭23從流化床體1頂部中心插入顆粒內(nèi)部時(shí)，微波探頭23的熱電偶剛好接觸示蹤顆粒5，而微波發(fā)射孔對(duì)準(zhǔn)示蹤顆粒5所在位置。

(2)啟動(dòng)溫控儀13，設(shè)置控制溫度為100℃，調(diào)節(jié)磁控管26功率，使磁控管26產(chǎn)生微波，并通過(guò)波導(dǎo)管25將微波輸送至微波探頭23，對(duì)示蹤顆粒5進(jìn)行定向加熱，使示蹤顆粒5溫度快速上升，而主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的溫度不變，同時(shí)，熱電偶將溫度信號(hào)通過(guò)引線24傳輸至溫控箱，并實(shí)時(shí)顯示加熱溫度，直到示蹤顆粒5被加熱到控制溫度100℃。

(3)啟動(dòng)測(cè)溫儀14，關(guān)閉溫控儀13，開(kāi)啟電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17，同時(shí)抽出微波探頭23，使流化風(fēng)速達(dá)到最小流化速度的1.5倍，通過(guò)測(cè)溫儀14測(cè)量并顯示床內(nèi)顆粒溫度，采用紅外熱成像儀20記錄床體表面溫度，然后將實(shí)時(shí)溫度信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)15，觀察溫度變化曲線，待所有溫度顯示值趨于均勻時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17。

(4)將微波探頭23位置、加熱端熱電偶22最高溫度、床層初始高度、流化風(fēng)速、軸向熱電偶19和徑向熱電偶21在床內(nèi)的具體位置、主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4比例具體數(shù)值手動(dòng)輸入后處理程序作為邊界條件，同時(shí)根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)變化規(guī)律，自動(dòng)求解顆粒擴(kuò)散方程，獲得該操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

(5)分別控制流化風(fēng)速為石英砂顆粒的最小流化速度的2、2.5、3、3.5、4、4.5、5倍，依次重復(fù)以上過(guò)程，獲得不同操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

實(shí)施例3

采用流化床體1內(nèi)徑為300mm，高1000mm，加熱端熱電偶22高5mm，8個(gè)徑向熱電偶21沿流化床體1四周按夾角45°均勻布置，每個(gè)徑向熱電偶21在流化床體1內(nèi)部的長(zhǎng)度相差18mm。8個(gè)軸向熱電偶19沿流化床體1高度方向以間距60mm布置。

在床體內(nèi)部放置420mm高床層顆粒，其中，主體顆粒3為玻璃珠顆粒，顆粒密度為2650kg/m³，顆粒直徑為1mm,放置在床層一側(cè)，擴(kuò)散顆粒4為粒狀多晶硅，顆粒密度為2300kg/m³，顆粒直徑為0.6mm，放置在床層另一側(cè)，主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的質(zhì)量比為7：3。示蹤顆粒5由SiC粉末和生物焦顆粒按質(zhì)量比1:1通過(guò)粘性膠定型燒制而成，它的密度、尺寸等物性參數(shù)與擴(kuò)散顆粒4一致。然后將床內(nèi)擴(kuò)散顆粒4挖去一部分形成規(guī)則空穴，在其中填充示蹤顆粒5，擴(kuò)散顆粒4和示蹤顆粒5的質(zhì)量比為8:1。

具體測(cè)量時(shí)，按如下步驟進(jìn)行：

(1)調(diào)整平移定位螺母9和轉(zhuǎn)動(dòng)定位螺母12固定L型轉(zhuǎn)軸10，并調(diào)整管夾7，使微波探頭23從流化床體1頂部中心插入顆粒內(nèi)部時(shí)，微波探頭23的熱電偶剛好接觸示蹤顆粒5，而微波發(fā)射孔對(duì)準(zhǔn)示蹤顆粒5所在位置。

(2)啟動(dòng)溫控儀13，設(shè)置控制溫度為100℃，調(diào)節(jié)磁控管26功率，使磁控管26產(chǎn)生微波，并通過(guò)波導(dǎo)管25將微波輸送至微波探頭23，對(duì)示蹤顆粒5進(jìn)行定向加熱，使示蹤顆粒5溫度快速上升，而主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4的溫度不變，同時(shí)，熱電偶將溫度信號(hào)通過(guò)引線24傳輸至溫控箱，并實(shí)時(shí)顯示加熱溫度，直到示蹤顆粒5被加熱到控制溫度100℃。

(3)啟動(dòng)測(cè)溫儀14，關(guān)閉溫控儀13，開(kāi)啟電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17，同時(shí)抽出微波探頭23，使流化風(fēng)速達(dá)到最小流化速度的1.5倍，通過(guò)測(cè)溫儀14測(cè)量并顯示床內(nèi)顆粒溫度，采用紅外熱成像儀20記錄床體表面溫度，然后將實(shí)時(shí)溫度信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)15，觀察溫度變化曲線，待所有溫度顯示值趨于均勻時(shí)，關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥17。

(4)將微波探頭23位置、加熱端熱電偶22最高溫度、床層初始高度、流化風(fēng)速、軸向熱電偶19和徑向熱電偶21在床內(nèi)的具體位置、主體顆粒3和擴(kuò)散顆粒4比例具體數(shù)值手動(dòng)輸入后處理程序作為邊界條件，同時(shí)根據(jù)每個(gè)測(cè)點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)變化規(guī)律，自動(dòng)求解顆粒擴(kuò)散方程，獲得該操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。

(5)分別控制流化風(fēng)速為玻璃珠顆粒的最小流化速度的2、2.5、3、3.5、4、4.5、5倍，依次重復(fù)以上過(guò)程，獲得不同操作參數(shù)下擴(kuò)散顆粒4的擴(kuò)散系數(shù)。