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氣力輸送流態(tài)化過程與流體特性

發(fā)布日期:2022-06-06 瀏覽次數(shù):234

      氣力輸送流態(tài)化(簡稱流化)是一種使固體顆粒層(床)與通過其間而運動的氣體相接觸,而轉(zhuǎn)變成類似流體狀態(tài),從而達到有利于進行顆粒物料流動、化學(xué)反應(yīng)和熱交換等工藝要求。

一、理想流化過程與似流體特性

    1.理想流態(tài)化過程 設(shè)有圓筒形容器,底部安裝多孔板(篩板或氣體分布板)。多孔板上堆放一層顆粒物料(即床層)。

當(dāng)氣體速度v較低時,經(jīng)顆??障读鬟^的速度也小,顆粒填充間保持接觸,仍處于靜止?fàn)顟B(tài),床層高度h不變,這種床稱為填充層或固定床(見圖1)。在固定床中,空隙率 e不變,中BF線;因空隙流通截面積不變,則空隙氣速v隨空塔氣體速度v成正比增大,AF線;固定床中空隙通道尺寸、空隙速度都較小,則Re數(shù)很小。多為層流運動,其壓損與v一次方成正比,故Δp隨v。成正比增大,CF線。

氣力輸送流化過程

      當(dāng)氣力輸送系統(tǒng)中氣流速度增大到一定值時,顆粒間位置稍有串動,但仍保持接觸,只是床層變松略有膨脹,床層高度增至h。這時床層處于初始或臨界流化狀態(tài),稱為臨界流化床,這時的空塔速度v稱為臨界流化速度。臨界流化床中每個顆?;旧蠟?/span>氣流所懸浮,所以它的壓損應(yīng)等于空塔單位截面積上料層的浮重,即1中F點的Δp(=h(1-e()(p -p)g,空隙速度為F點所示的vaFo當(dāng)氣流速度大于v后,粒群在床層中松散開,床層增高,每個顆粒均浮動于氣流之中。但有明顯的上界面。這時氣-固兩相系統(tǒng)有類似于液體的流動性,即進人流化狀態(tài),這種床層稱為流化床。在流化床中,床層高度隨氣流速度v。的增大而增高做空隙率隨v成正比例增大,中FT線。由于流化床中的壓損總是等于單位截面上層料的浮重,所以流化床的各階段中,其壓損均為Δp;而保持不變,中FT水平線,關(guān)于這點后面將證明H(1-;)=常數(shù),更有助于理解。FT水平線表明空隙速度在流化床各階段中也保持不變,這是因為各階段中各顆粒均被氣流懸浮,這個懸浮速度實質(zhì)上。

     2.流化床的似液體特性,有一個比床層密度小的物塊浮在床面上,如同物塊浮在水面上一樣,并服從阿基米德浮力定律。將容器傾斜時,床層上界面如同液體的流動性,仍保持水平。在器壁上開一個孔,氣一固混合物在壓力差(p-pa)作用下,從小孔流出。兩個流化床 在床層高度差Δh構(gòu)成的壓力差作用下,經(jīng)開口流到右側(cè)最后兩床層界面齊平。表示流化床中任意兩點的壓差 Op,可用U形壓差計測定,基本上等于該兩點間單位截面床層中顆粒的浮重。上述五種情況,都說明了流化床中氣一固兩相混合系統(tǒng)具有類似液體的物持性。

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