声场流化床中超细颗粒聚团受力与尺寸.pdfVIP

第10卷第3期 过程工程学报 、，01．10No．3 ofProcess 2010年6月 TheChineseJournal Engineering June2010 声场流化床中超细颗粒聚团受力与尺寸 苏吉， 朱庆山 (中国科学院过程工程研究所，北京100190) 摘要：在内径40rnm的流化床中，采用平均粒径为7．4 lain的超细铁矿颗粒进行声场流态化实验．结果显示，聚团 Hz．由铁矿颗粒声场流态化中 尺寸随声压级增大逐渐减小，在固定声压级的条件下存在最优声波频率，本实验为130 聚团受力分析提出聚团受力平衡模型，当促进聚团破碎的力和促进聚团形成的力相等时，计算出一定频率不同声压级 下的聚团尺寸，在频率130Hz、声压120．5db下，根据模型计算得到的聚团直径为384 lain，而通过最小流化速度计 算值为367lam，二者较接近． 关键词：声场流化床；聚团大小；聚团受力平衡模型；声压级 中图分类号：TQ051 文献标识码：A 文章编号：1009--606X(2010)03--0431-07 1 前言 细颗粒聚团尺寸的研究中，从聚团受力平衡的角度研究 作用于聚团的各种力得到聚团尺寸的方法尚未见系统 一般平均粒径小于20um的颗粒统称为超细颗粒 报道，而聚团受力平衡方法可从机理上探讨颗粒间的相 或粘性颗粒【l】，因其特殊的物理和化学性质，超细颗粒 互作用及其对聚团形成与破碎的影响，对声场流化床的 作为一种新型材料引起了众多研究者的关注．由于流态 设计和放大具有重要意义． 化技术具有高的传质和传热效率，使其在颗粒制备、改 本工作采用平均粒径为7．4lam的超细铁矿颗粒为 性和催化反应等方面得到了广泛应用．然而，超细颗粒 原料进行声场流态化实验，对流态化过程中铁矿颗粒聚 的流化特性与普通粉体有很大差异，在较低气速时由于 团进行受力分析，建立了聚团受力平衡模型，同时通过 原生颗粒间具有很强的粘性力作用(主要包括范德华 实验确定了最优声波频率，在最优声波频率条件下实验 力、毛细张力、静电力、液体架桥力等)，导致其极易 研究不同声压级时的聚团尺寸，将模型计算结果与实际 形成数量众多、大小不一的聚团，产生节涌、沟流、聚 聚团大小进行了比较． 团等不良行为，难以正常流化，极大地限制了流态化技 术的应用．目前研究表明，外加力场，如振动场、磁场、 2 声场流化床中聚团受力平衡模型的 声场等可改善超细颗粒的流化质量．与其他外力场相 建立 比，声场流态化对床型设备要求不高，只需采用辐射方 众多研究者[10,111在用超细颗粒进行流态化实验时 式引入流化床，不受颗粒物性的限制，因此受到广泛关 发现，随气速逐渐增大，流化一般经历沟流、节涌、崩 注． 裂等状态，