第5章的固體流態(tài)化

1、第五章顆粒的沉降和流態(tài)化5.4 固體流態(tài)化5.4.1 流態(tài)化的基本概念一、流態(tài)化現(xiàn)象 當(dāng)流體由下向上通過固體顆粒床層時，隨流速的增加，會出現(xiàn)以下幾種情況 固定床階段流化床階段稀相輸送床階段氣速增加 表觀速度（即空塔速度），空隙率，表觀速度（即空塔速度），空隙率，固定床階段固定床階段表觀速度（即空塔速度）表觀速度（即空塔速度）最大表觀速度最大表觀速度 tuumax流化床階段流化床階段實際流速實際流速u1與表觀流速與表觀流速u有以下關(guān)系有以下關(guān)系 uu 1在流化床階段，隨氣體流量增大，表觀氣速增大，床層上表在流化床階段，隨氣體流量增大，表觀氣速增大，床層上表面升高，使空隙率增大，但實際流速不變，恒

2、等于顆粒的沉面升高，使空隙率增大，但實際流速不變，恒等于顆粒的沉降速度。降速度。當(dāng)表觀速度大于最大表觀速度時，氣體通過顆粒空隙的實當(dāng)表觀速度大于最大表觀速度時，氣體通過顆?？障兜膶嶋H流速大于顆粒的沉降速度，就形成了流化床際流速大于顆粒的沉降速度，就形成了流化床 如果表觀速度超過顆粒的沉降速度，則顆粒獲得上升速度而被氣體帶走，形成輸送床。不同流速時床層的變化一、流態(tài)化現(xiàn)象流化床存在的基礎(chǔ)是大量顆粒的群居。二、兩種不同流化形式散式流化 散式流化亦稱均勻流化。其特點是固體顆粒均勻地分散在流化介質(zhì)中。隨流速增大，顆粒間的距離均勻增大，床層逐漸膨脹而沒有氣泡產(chǎn)生，并保持穩(wěn)定的上界面。通常，兩相密度差小的

3、系統(tǒng)趨向于散式流化。大多數(shù)液固流化呈現(xiàn)“散式流化”。 散式流化聚式流化 床層內(nèi)分為兩相，一相是空隙小而固體濃度大的氣固均勻混合物構(gòu)成的連續(xù)相，稱為乳化相；另一相則是夾帶有少量固體顆粒而以氣泡形式通過床層的不連續(xù)相，稱為氣泡相。對于密度差較大的氣固流化系統(tǒng)，一般趨向于形成聚式流化。 聚式流化二、兩種不同流化形式三、流化床的主要特點具有液體的某些性質(zhì)系統(tǒng)顆?；旌途鶆?，溫度、濃度分布均勻強(qiáng)化了顆粒與流體間的傳熱、傳質(zhì) 易于連續(xù)自動操作 顆粒易磨損反混，顆粒在床層內(nèi)的停留時間不均 三、流化床的主要特點5.4.2 流化床的流體力學(xué)特性一、流化床的壓降1. 理想流化床 理想情況下p-u關(guān)系曲線2. 實際流

4、化床 氣體流化床實際p-u關(guān)系曲線一、流化床的壓降二、流化床的不正?，F(xiàn)象1.騰涌現(xiàn)象騰涌發(fā)生后p-u關(guān)系曲線2. 溝流現(xiàn)象溝流發(fā)生后p-u關(guān)系曲線二、流化床的不正常現(xiàn)象三、流化床的操作范圍 流化床的操作范圍應(yīng)在臨界流化速度和帶出速度之間。 1臨界流化速度umf 實驗測定：實驗裝置如右圖三、流化床的操作范圍可得到曲線 臨界流化速度三、流化床的操作范圍經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式計算：對于小顆粒 2()1650psmfdgu2帶出速度 當(dāng)流化床內(nèi)氣速達(dá)到顆粒的沉降速度時，大量顆粒會被流體帶出器外，因此，顆粒帶出速度即顆粒的沉降速度。三、流化床的操作范圍3流化床的操作范圍與流化數(shù) 帶出速度與臨界流化速度的比值反映了流

5、化床的可操作范圍。 對均勻細(xì)顆粒 /91.7tmfuu對大顆粒 /8.62tmfuu流化床實際操作速度與臨界流化速度的比值稱為流化數(shù)。 三、流化床的操作范圍一、概述 當(dāng)氣速大于顆粒的帶出速度時，顆粒會被氣流帶出，并隨氣體一起流動，形成稀相輸送床，利用這種方式來輸送固體顆粒的方法稱為氣力輸送（當(dāng)輸送介質(zhì)為液體時稱為水力輸送）。氣力輸送輸送介質(zhì) 通常是空氣，對易燃易爆粉料，可采用惰性氣體，如氮氣等。5.4.4 氣力輸送簡介（1）可長距離連續(xù)輸送，自動化操作，生產(chǎn)效率高。（2）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占地面積小，使用、維修方便。（3）輸送系統(tǒng)密閉，避免了物料的飛揚(yáng)、受潮、受污染，改善了勞動條件。（4）可

6、在運(yùn)輸過程中（或輸送終端同時進(jìn)行粉碎、分級、加熱、冷卻以及干燥等操作。氣力輸送的優(yōu)點一、概述混合比R（或固氣比）sGRG單位質(zhì)量氣體所輸送的固體質(zhì)量，即 混合比在25以下（通常R=0.15）的氣力輸送稱為稀相輸送?；旌媳却笥?5的氣力輸送稱為密相輸送。 一、概述二、稀相輸送（1）吸引式（2）壓送式 1. 稀相輸送的分類 2. 稀相輸送的流動特性 （1）水平管內(nèi)輸送（2）垂直管中的輸送 （3）傾斜管中輸送 三、密相輸送 密相輸送的特點是低風(fēng)量高固氣比，物料在管內(nèi)呈流態(tài)化或柱塞狀運(yùn)動。此類裝置的輸送能力大，輸送距離可長達(dá)1001000m，尾部所需的氣固分離設(shè)備簡單。由于物料或多或少呈集團(tuán)狀低速運(yùn)動，物料的破碎及管道磨損較輕，但操作較困難。目前密相輸送多用于水