2.2.4流体在固定床中的流动特性(精)

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2.2.4流体在固定床中的流动特性

(一)流体特性

流体在颗粒的空隙中流动很复杂, ∴ 用简单的扩散模型进行模拟。

流动由两部分组成:液体以平均流速沿轴向作理想置换流动;

液体的径向和轴向的混合扩散:分子扩散(层流时)和涡流扩散(湍流时) 根据不同的混合和扩散程度,将两部分迭加。

(二)气体的分布

问题:①ε分布不均→气流分布不均→物料τ不同→各处不同→沟流、短路。

②较大气流进入反应器之初,带有相当大的动能,分股冲入反应器。

使气体通过床层均匀分布的方法:①使催化剂床层各部位阻力相同,催化剂大小均一,装填注意保证各部位数量分布;②消除气流初动能和均匀引导:气流入口处设附加导流装置,如在气流入口处装设:分布头,扩散锥或填入环形、栅板形、球形等惰性填料,或在气流入口处设环形进料管或多口螺旋形进料装置等。

(三)流体流过固定床的压降(摩擦阻力,局部阻力)

利用在空圆管流动压降公式,合理修正:

()a f t P u d l f 2200

ρ=∆P ~l 管长

~t d 管内径

~0u 流体平均流速 在固定床中: ~/l 气体在固定床中的流动途径L f L L =/

~u 气体在孔道中的真正平均流速代入上式ε/O u u =

~d 固定床当量直径S e d d ⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=

εε132 2

13220⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆P ερεεu d L

f f f S L 整理得: ()3201ε

ερ-=∆P L d u f S f m 实验测定:()e m R f f = B R f ep m +-=ε1180 f

S ep G d R μ= 0.4~8.1=B 光滑~粗糙

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