化工原理03.7.ppt

* 3.7.1 床层的流态化过程 三个阶段：固定床、流化床、颗粒输送。 3.7 固体流态化及气力输送 (1) 固定床阶段 颗粒静止（流体空床流速小，颗粒受曳力小）； 床层高度 、空隙率，均保持不变； 阻力服从欧根方程( ）。 (2) 流化床( 沸腾床 ) 阶段 空床流速↑，颗粒受曳力↑，把颗粒托起； 临界流化状态(起始流化状态）： 最小流化速度 空床流速一定时，有一个稳定的床层上界面 。 (3) 颗粒（气力或液力）输送 当u =ut时，颗粒被带走。 带出速度：颗粒被吹出的临界速度。 3.7.2 流化床类似液体的特性 流化床类似液体的性质  （1） 密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面; ??? （2） 床层倾斜，床层表面仍能保持水平； ????（3） 床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式 表示（△p=ρgL,）；??? （4） 有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出； （5） 联通两个高度不同的床层时，床层能自动调整平衡。 3.7.3 流体通过流化床的阻力 固定床阶段，阻力服从欧根方程，如图中a段； 流化床阶段，床层压降基本恒定，如图中cd 段； 1 2 3 5 10 20 30 40 50 100 水力或气力输送 流化床 固定床 斜率=1 umf a a 夹带开始 △ p,mm H 2 O e 空气流速 u cm/s 流化床阻力损失与流速的关系（空气、沙粒系统） c,d b ut 即：流化床层阻力=单位面积床层中颗粒的总重力， 因此流化床阶段，床层压降基本恒定。 流化床阶段，近似认为颗粒处于动态平衡。 3.7.4 流化床的流化类型与不正常现象 （1）流化类型 ① 散式流化：颗粒均匀地分散在流动的流体中，有一稳定的 上界面。 如：大多数液-固流化。 ② 聚式流化：床层中存在两个不同的相 乳化相（固体浓度大、分布均匀的连续相）， 气泡相（夹带少量固体颗粒以气泡形式通过床 层的不连续相）。 如：气-固流态化 ③ 判断依据：弗鲁特准数Fr （2）腾涌 ① 现象：气泡长大将床层分成相互分开的气泡和颗粒层 颗粒层象活塞一样被气泡向上推动， 到达床层上界面，气泡崩裂，颗粒分散下落。 ② 原因：气-固流化床中床层高度与直径的比值过大或气速过高。 ③ 后果：床层阻力大幅度波动，器壁被颗粒磨损加剧， 设备振动，甚至将床中构件冲坏 （3）沟流现象 ① 现象：气体通过床层时形成短路，床层内密度分布不均匀， 气、固接触不良，部分床层变成死床。 ② 原因：与颗粒的特性、堆积情况、床层直径及气体分布板有关。 ③ 发生沟流现象时，床层阻力较正常值低 3.7.5 流化床的操作 (1) 临界流化速度 临界流化状态：可按固定床计算 说明：公式误差较大，一般应以实验数据为准。 (2) 带出速度 ut 颗粒被流体带走时， 注意：计算不均匀颗粒床层的带出速度 用最小颗粒直径，保证操作可靠性。 (3) 流化床操作范围 * *