下降介质流影响下颗粒的分层机理_郭德
无机材料科学基础综合测试9
测试九问答与计算1．（5分）Si和Al的原子量非常接近（分别为28.09和26.98），但SiO2及Al2O3的密度相差很大（分别为 2.65 g/cm3及 3.96 g/cm3）试运用晶体结构及鲍林规则说明这一差别。
2．（15分）石墨、云母和高岭石具有相似的结构，请分析它们结构的区别以及由此引起的性质上的差异。
3．（1）（5分）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6 ev，分别计算 25 ℃和 1600℃时热缺陷的浓度。
（2）（5分）如果MgO晶体中，含有百万分之一的Al2O3杂质，则在 1600 ℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？请说明原因。
4．（15分）非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物的密度将发生怎样的变化？为什么？5．（10分）在组成为16Na2O.xB2O3.(84-x)SiO2的熔体中，当x<15 mol％时，增加B2O3的含量使粘度升高；当x> 15mol％时，增加B2O3的含量，反而会使粘度降低，为什么？6．（10分）用Na2CO3和Na2SiO3分别稀释同一粘土泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性、触变性和坯体致密度的大小。
7．（10分）试说明中各项所代表的意义，并解释同样是间隙扩散机构，为什么在相同的温度下，杂质在介质中的扩散系数比介质本身形成间隙离子的扩散系数大？8．（10分）扩散系数与哪些因素有关？为什么？为什么可以认为浓度梯度大小基本上不影响D值，但浓度梯度大则扩散得快又如何解释？9．（1）（8分）当测量氧化铝－水化物的分解速率时，一个学生发现在等温实验期间，重量损失随时间线性增加到50％左右。
超出50％时重量损失的速率就小于线性规律。
线性等温速率随温度指数地增加，温度从 451℃增加到 493℃时速率增大10倍，试计算反应活化能。
（2）（7分）何谓矿化剂？在固相反应中加入少量矿化剂可促进反应加速进行，解释其原因。
“利用流态化原理解释颗粒终端速度(带出速度),为什么等于自由沉降速度？”论文
流态化基本原理【摘要】流态化技术是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作。
自由沉降速度，又称终端速度。
指任一颗粒的沉降不因流体中存在其他颗粒而受到干扰时，在等速阶段里颗粒相对于流体的运动速度。
即加速阶段终了时颗粒相对于流体的速度。
关键词：流态化；固体；颗粒；沉降1流态化与自由沉降流态化一般指固体流态化，又称假液化，简称流化，它是利用流动流体的作用，将固体颗粒群悬浮起来，从而使固体颗粒具有某些流体表观特征，利用这种流体与固体间的接触方式实现生产过程的操作，称为流态化技术，属于粉体工程的研究范畴。
流态化技术是一种强化流体(气体或液体)与固体颗粒间相互作用的操作，如在直立的容器内间歇地或连续地加入颗粒状固体物料，控制流体以一定速度由底部通入，使其压力降等于或略大于单位截面上固体颗粒的重量，固体颗粒即呈悬浮状运动而不致被流体带走。
流态化技术在强化某些单元操作和反应过程以及开发新工艺方面，起着重要作用，广泛应用于化学、石油、冶金、原子能等工业的焙烧、干燥、吸附、气化、催化反应和催化裂化等许多过程中。
单个颗粒在流体中的沉降过程称为自由沉降。
若颗粒数量较多，相互间距离较近，则颗粒沉降时相互间会干扰，称为干扰沉降。
颗粒刚开始沉降时，速度u 为零，则曳力也为零，颗粒在净质量力（质量力与浮力之差）作用下沿质量力方向作加速运动，随着运动速度u的增加，曳力开始由零不断增大，直至与净质量力相等为止，这时，颗粒加速度减为零，速度u达到一恒定值，也是最大值，此后，颗粒等速下降，这一最终的运动速度称为沉降速度。
由此可见，单个颗粒在流体中的沉降过程分为两个阶段：加速段和等速段，对于小颗粒，加速段极短，通常可以忽略，于是，整个沉降过程都可认为是匀速沉降。
2流态化现象将一批固体颗粒堆放在多孔的分布板上形成床层，使流体自下而上通过床层。
由于流体的流动及其与颗粒表面的摩擦，造成流体通过床层的压力降。
颗粒的沉降运动和固体流态化重力沉降速度颗粒在重力场中
恰好满足临界分离条件的颗粒 的沉降速度为 ，其最大的沉降时间为
如果 ，则满足临界分离条件的颗粒 能够100%被沉降（分离）下来，即
而
或者
在降尘室内均匀地加n块水平隔板而称为(n+1)层降尘室，此时的临界分离条件为
则
加隔板的作用：
（1）若保持沉降（分离）要求不变，加隔板后的生产处理能力 与不加隔板时 的比
当介质流量增加到一定值时，会出现始终 ，则颗粒的绝对速度 始终为负，颗粒一直向上运动，此时，床层为气流床。因此临界带出速度为
第5章颗粒的沉降运动和固体流态化
重力沉降速度
颗粒在重力场中自由沉降，当达到匀速沉降时，则在垂直方向上处于力平衡状态
阻力系数是沉降运动雷诺数的函数，
当 时为层流，
颗粒的层流沉降速度
重力降尘室
颗粒随同气体在降尘室中水平方向上的运动速度
颗粒随同气体在降尘室中水平方向上的停留时间
颗粒得以沉降（分离）的条件：
式中，n=3~5圈。
粒级效率
在尘粒中， 的颗粒，
的颗粒，
分离器的总效率：
xi为进口气体中各粒度素 ：同一颗粒所受离心力与重力之比。
颗粒由 沉降至 所需要的沉降时间为
颗粒随同流体在离心管内的停留时间为
当符合临界分离条件时，
则
流化床原理
颗粒的重力沉降速度 为相对于颗粒周围介质运动的速度，对于一定的颗粒来说为确定值。在颗粒之间介质向上的运动速度为 。规定向下的速度为正，颗粒相对于固定参照点的绝对速度为
（2）若保持生产处理能力相同，加隔板后能够100%沉降的颗粒直径 与不加隔板时 的比
粒级效率
在尘粒中， 的颗粒，
环境工程原理名词解释
径， deS
A ；等
10.吸收过程类型： ⑴按溶质和吸收剂 之间发生的作用,
表面积当量直径：
dea
6 a
。
可分为 物理吸收 和 化学吸收 ； 物理吸收：在吸收
6.旋风分离器主要 剂中的溶解度大而
用于除去气体中颗 粒在 5m 以上的
被吸收； 化学吸收：溶质与
粉尘。反映旋风分 吸收剂发生化学反
离器的分离性能的 应而被吸收。
使边界层的溶质浓
⑴沉降方向不 有时层流，有时湍 上所受到的剪力称
少。
度大大高于主体溶 是向下，而是向外， 流，处于不稳定状 为剪切应力。
14.萃取剂的选择 液中的浓度，形成 即背离旋转中心； 态，称为过渡区； 流动阻力：流体具
原则应考虑一下几 由膜表面到主体溶
⑵离心力随颗 取决于外界干扰条 有“黏滞性” →流
3000 Kc 50000 ； 学讨论的主要问题
⑶超高速离心机： 是过程发生的 方
Kc 50000 。 Kc 为 分离因数。 8.过滤按过滤机理 可分为 表面过滤 和 深层过滤 ⑴表面过滤：采用
向、极限及推动 力。 12.相际传质的助 力全部集中在 两 层停滞膜中 ，即双 助力模型。（选择）
过滤介质的孔比过 13.传质总阻力包 滤流体中的固体颗 括 气模阻力 和
是 理 想 流 体 的 流 湍流时大，形体阻 1.按过滤机理分：
动。 （5）流动分 力较大。（2）物体 表面过滤和深层过
为两个区域。
表面的粗糙度的影 滤
边界层分离条件 ： 响：粗糙表面摩擦 2.按促使流体流动
黏性作用和存在逆 阻力大。但是，当 的推动力分：
压梯度是流动分离 表面粗糙促使边界 重力过滤：在水位
下降介质流影响下颗粒的分层机理
－６＋ 一 ， ｆ
（） ２
式中 ， Ｐ 为颗粒和介质流体的密度 ； ， 为颗粒 和介 质流的流动速度 ；ｂ，ｂ 为作用 于颗 粒和介质 Ｐ， 流 各 自单 位容 积 上 的彻 体 力 ； ， 为颗 粒 和 介 质流 各 自单 位 容 积 的平 均 表面 力 （ Ｌ 不包 括 压强 梯 度 ） ；Ｐ为
维普资讯
第２ ７卷 第 ３期
２０ ０ ２年 ６月
煤
炭
学
报
Ｖｏ ． Ｎｏ ３ １ ２７ ．
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＯＡＬ Ｓ Ｉ Ｔ ＮＡ Ｃ ＯＣ Ｅ Ｙ
Ｊｎ ｕｅ
２０ ０２
文 章 编 号 ：２ ３—９ ９ （ ０ ２ ０ ０５ ９ ３ ２ ０ ）３—０ ２ ０ ３ ５— ４
压 强 ；ｚ 坐标 ． 为
在两 动 量 方程 中 ，ｂ，ｂ 在 本 问题 中分别 为 单 位容 积 颗 粒 流 和介 质 流 所 受 重 力 ； 和 是 一对 作 用 力 与 反作 用 力 ． 构成 的因 素较 多 ，如 流体 阻力 、惯 性 力 、颗 粒 与 颗 粒 间 的 作 用 力 等 等 ．为 研 究 问题 方 便 ，
式中 ，
为介 质 流 黏性 系 数 ； ｆ Ｊ 为介 质 流 相 对 于 颗 粒 的 流 率 ； ｏ
为 空 隙度 ；ｄ为颗 粒 的 当量 直 径． ， （ ） 达 式 中 的 负 号 表 表 示 方 向 向下 和 ｚ 正 向方 向相 反 ． 轴
将 式 （ ） ～ （ ） 代 人 式 （ ） ２ 得 ３ ５ １ ，（ ）
＝ 一３ （） ４
ｆ ｆ
） ） ｆ 。
ｂ ｆ
（ ｆ：—０ ｆＪ １ － ｏ ） １ ｒ 厂ｏ ８／ ０ ｘ
新型块煤分选机的研制
表 １ 。
作 者简介 ： 魏 树海 （ １ ９ ６ ５ 一） ，男 ，山西 太原 人 ，１ ９ ８ ７年 毕 业于 安徽理 工大学矿 物加 工工程专业 ，工学学士 ，山西 恩必讴 重
工有限公司高级工程师。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ５ － ２ ８
分选 时 间和 不 同浓 度 等 共 计 ４ ０余 组 试 验 。实验 过程 ：在 带筛 网的小桶 内装 一 定厚 度 的煤 样 ，然
后将 小桶 放 入装满 水 的大桶 内 ，流 放卷 扬 机 提升
小桶到一定高度后流放 ，然后重复提升流放，重 复设 定 次数后 将小 桶取 出 ，再 对桶 内煤 样 分 层取
级 １ ０ ０—０ ． ５ ｍ ｍ） 等 ，这些 设 备 各 有 优 缺 点 。 浅
跳 汰 机分选 下 限高 、分 选精 度 低 。经 分析 ，发 现 动 筛跳 汰机 分选 效果 差 的原 因是 分选 过 程 与分 选 机理 差距 过大 所致 ，而 大型 化 困难是 受 提 升 轮 的
限制 。
１ 新 型块 煤分选 机 的设计 思 想
为 了验证 技术 方案 的可 行 性 和实 际效 果 ，模
拟设 计制作 了一套 大型 分选 实 验装 置 。该 装 置包 括 直径 ２ ｎ ｌ 、高 ２ ｍ 的圆桶 ，直径 １ ． ４ Ｉ ｎ 、高 １ ． ４ ｍ、带 筛 网的 圆桶和 流放卷 扬机 等 。
煤
Ｎｏ ． ４， ２ ０１ ３
炭
加
工
与
综
Hale Waihona Puke 合利用 Ｃ Ｏ ＡＬ Ｐ ＲＯ ＣＥ Ｓ Ｓ Ｉ Ｎ Ｇ＆ Ｃ ＯＭＰ Ｒ ＥＨ ＥＮ Ｓ Ｉ Ｖ Ｅ Ｕ ＴＩ Ｌ Ｉ Ｚ Ａ Ｔ Ｉ ＯＮ
颗粒处于分散状态的原因
颗粒处于分散状态的原因颗粒处于分散状态的原因有很多，可以从物理、化学和环境等多个方面进行解释。
下面是一些常见的原因：1.热运动：分散状态是由于颗粒粒子的热运动导致的。
根据布朗运动理论，颗粒在液体或气体中以热运动而处于分散状态。
这种运动导致颗粒粒子不断碰撞，从而形成无规律的分散状态。
2.溶剂作用：当颗粒在液体中溶解时，颗粒会被溶剂分散开，形成溶液。
溶剂分子与颗粒作用力大于颗粒之间的相互作用力，所以颗粒会分散开来。
3.表面活性剂：表面活性剂是一种特殊的化学物质，可以降低颗粒之间的表面张力，使颗粒分散于水或其他溶液中。
例如，肥皂和洗涤剂等表面活性剂可以使颗粒分散到水中，形成稳定的乳液。
4.介观效应：如果颗粒的尺寸处于纳米尺度，那么介观效应可能会导致颗粒分散。
介观效应是指颗粒与其周围环境之间的相互作用因子发生变化的现象。
例如，纳米颗粒与周围介质交互作用时，颗粒的表面积相对较大，而体积相对较小，因此也增加了颗粒分散的可能性。
5.分散剂的作用：分散剂是一种特殊的化学物质，可与颗粒表面发生相互作用，从而稳定颗粒分散状态。
分散剂可以通过改变颗粒表面的物理和化学性质来实现这一目的。
常见的分散剂包括胶体、胶体颗粒和聚合物等。
6.环境因素：环境因素也会影响颗粒的分散状态。
例如，温度和湿度的变化会改变颗粒和溶剂之间的相互作用力，从而影响颗粒的分散程度。
此外，外部能量的输入，如搅拌或超声波作用，也可以帮助颗粒分散。
总之，颗粒处于分散状态是由于物理、化学和环境因素相互作用的结果。
热运动、溶剂作用、表面活性剂、介观效应、分散剂的作用以及环境因素等都可能导致颗粒分散。
了解这些分散状态的原因，可以帮助我们更好地理解颗粒的行为，并在相关领域的研究和应用中发挥重要的作用。
颗粒的对流机制
颗粒的对流机制一、引言颗粒的对流机制指的是颗粒在流体中由于密度差异而产生的垂直运动。
这种对流现象在自然界和工业领域中都非常常见，如大气中的对流云、地球内部的岩浆对流等。
了解颗粒的对流机制对于理解自然现象和优化工业过程具有重要意义。
本文将从颗粒对流的基本概念、机制和影响因素等方面进行探讨。
二、颗粒对流的基本概念颗粒对流是指由颗粒在流体中上升或下沉的运动。
在流体中，颗粒的密度可能会与流体的密度不同，从而形成密度差异。
当颗粒的密度大于流体的密度时，颗粒会下沉；当颗粒的密度小于流体的密度时，颗粒会上升。
这种运动形成了颗粒对流现象。
三、颗粒对流的机制颗粒对流的机制主要包括两种：弥散对流和大尺度对流。
1. 弥散对流弥散对流是指颗粒由于热扩散和浓度差异而产生的对流运动。
当颗粒的温度或浓度与周围流体的温度或浓度存在差异时，颗粒会由高温或高浓度区域向低温或低浓度区域扩散。
这种扩散过程会产生对流运动，使颗粒在流体中上升或下沉。
2. 大尺度对流大尺度对流是指由于流体的外部力作用而产生的对流运动。
当流体受到外部力的作用时，会形成流体的运动模式，如对流涡旋、涡流等。
这种运动模式会带动颗粒的运动，使颗粒在流体中上升或下沉。
四、颗粒对流的影响因素颗粒对流的发生和发展受到多种因素的影响，下面列举了几个主要因素：1. 颗粒的密度差异颗粒的密度差异是引起颗粒对流的主要原因。
当颗粒的密度与流体的密度存在较大差异时，颗粒对流现象会更加明显。
密度差异越大，颗粒的上升或下沉速度越快。
2. 流体的性质流体的性质也会影响颗粒对流的发生和发展。
流体的黏度、密度、温度等参数都会对颗粒的运动产生影响。
黏度越大，颗粒的运动越受阻碍；温度越高，颗粒的对流现象越明显。
3. 外部力的作用外部力的作用是引起颗粒对流的重要因素。
外部力可以来自于重力、电场、磁场等。
这些力的作用会改变流体的运动模式，从而带动颗粒的对流运动。
4. 颗粒的形状和大小颗粒的形状和大小也会对对流现象产生影响。
化工原理课件5.颗粒的沉降和流态化
ut
dP2(P )g 18
2 Re P
500，阿仑区
，ut
0.781
d
1.6 P
(
P
0.4
0.6
)
g
0.714
当dp ,500 ReP 2105，牛顿(Newton )定律区 ，
ut 1.74
dP (P )g
与u无关。
5. 颗粒的沉降和流态化
5.2.2 静止流体中颗粒的自由沉降
前提：P
一、沉降的加速阶段：设初始速度等于0。
在沉降过程中颗粒的受力如下：
Fb
1、体积力：重力场：Fg mg
离心力：Fg
其中：对于球形颗粒：m
mr2
1 d
2、浮力：重力场：Fb
m
p
6
g
3
p
p
离心力：Fb
m
p
r 2
3、曳力：FD
Ap
1 2
u 2
FD Fg
5. 颗粒的沉降和流态化
5.2.2 静止流体中颗粒的自由沉降
度，曳力减小。
5、非球形：曳力系数比同体积球形颗粒为大， ut减少。
返回
5. 颗粒的沉降和流态化
5.3 沉降分离设备
基础：颗粒在外力作用下产生沉降运动，具有两 相 p 为前提。悬浮颗粒的直径越大，两相的密 度差越大，使用沉降分离方法的效果就越好。
根据作用于颗粒上的外力不同，沉降分离设备 可分为重力沉降和离心沉降两大类。
二、沉降的等速阶段
u曳力项 ，du d
du
d
0, 此时恒定u
ut
球形颗粒：
du
d
(P )g P
3 4d P P
环境工程原理_名词解释
n
质量比：混合物 中 某组分的质量 与 惰性组分质量 之比 X m ；
mA A
m mA
摩尔比：混合物 中 某组分的物质 的量 与 惰性组分 物质的量 之比 n ； X
A A
Байду номын сангаас
n nA
流量：单位时间 流过 流动截面 的 流体体积 ； 流速：单位时间 内流体在 流动方 向上 流过的 距 离 。 4.沉降分离包括： 重力沉降、离心沉 降、点沉降、惯性 沉降和扩散沉降 。 重力沉降和离心沉 降：利用分离颗粒 与流体之间存在的 密度差，在 重力或 离心力 的作用下 使颗粒和流体之间 发生相对运动；
1.按过滤机理分： 表面过滤和深层过 滤 2.按促使流体流动 的推动力分： 重力过滤：在水位 差的作用下被过滤 流态对分离的影 的混合液通过过滤 响： 层流边界层和 介质进行过滤，如 湍流边界层都会发 水处理中的快滤 生分离，在相同逆 池。 压梯度下，层流边 真空过滤：在真空 界层比湍流边界层 下过滤，如水处理 更容易发生分离， 中的真空过滤机。 由于层流边界层中 第五章 质量传递 压力差过滤：在加 近壁处速度随 y 的 传质机理：①分子 压条件下过滤，如 增长缓慢，逆压梯 扩散（慢） ：由分子 水处理中的压滤滤 度更容易阻滞靠近 的热运动引起；涡 池。 壁面的低速流体质 流扩散（快） ：由流 离心过滤：使被分 点，湍流边界层的 体微团的宏观运动 离的混合液旋转， 分离点延迟产生。 引起。 在所产生的惯性离 阻力损失起因： （1） 单向扩散 ：只有气 心力的作用下，使 内摩擦造成的摩擦 相组分从气相向液 流体通过周边的滤 阻力（2）物体前后 相传递，而没有物 饼和过滤介质，从 压强差造成的形体 质从液相想气相作 而实现与颗粒物的 阻力 相反方向的传递， 分离。 摩擦阻力：边界层 这种现象可视为单 主要特征：随着过 内的流动状态，边 向扩散（氨被水吸 滤过程的进行，流 界层的厚度 收） 。原理：P186 体中的固体颗粒被 形体阻力：物体前 等分子扩散： 在一 截留在过滤介质表 后压强差，边界层 些双组份混合体系 面并逐渐积累成滤 分离，尾流区域的 的传质过程中，当 饼层。 大小 体系总浓度保持均 滤饼层厚度：随过 阻力损失的影响因 匀不变时，组分 A 滤时间的增长而增 素： （ 流 动 的 雷 诺 在分子扩散的同时 厚，其增加速率与 数、物体的形状、 伴有组分 B 向相反 过滤所得的滤液的 表面粗糙度等） 摩 方向的分子扩散， 量成正比。 擦阻力：边界层内 且组分 B 扩散的量 过滤速度：由于滤 的流动状态，边界 与组分 A 相等，这 饼层厚度的增加， 层的厚度；形体阻 种传质过程就叫等 因此在过滤过程中 力：物体前后压强 分子扩散。 是变化的。 差，边界层分离， 第七章 过滤 比表面积等于混合 尾流区域的大小。 过滤过程 ：混合物 颗粒的比表面积的 （1）流态的影响： （非均相）的分离： 颗粒粒径 湍流时，摩擦阻力 液体或气体通过过 颗粒 i 的等体积当 较层流时大。但与 滤介质，固体颗粒 量直径 ：各筛上筛 层流时相比，分离 被截留下来，而流 留物的平均直径 点后移，尾流区较 体通过过滤介质， 颗粒床层的当量直 小，形体阻力将减 从而实现固液或固 径： 与床层空隙体
颗粒的沉降
5.3.1重力沉降设备
对一定物系，ut 一定，降尘室的处理能力只取决于降尘室的底面积 A ，而
与高度 H 无关，故降尘室应设计成扁平形状，或在室内设置多层水平隔板。
①设计型计算
已知 qV 、 、 、 P 、d P,min ，计算 A 。
②操作型计算
已知 A 、 、 、 P 、d P,min，核算qV ； 或已知 A 、qV 、 、 、 P ，求 d P,min 。
当然大大加快沉降分离过程。
5.3.2离心沉降设备
旋风分离器是利用离心沉降原理从气流中分离出颗粒的设备。如图所示，上 部为圆筒形、下部为圆锥形；含尘气体从圆筒上侧的矩形进气管以切线方向进入， 藉此来获得器内的旋转运动。气体在器内按螺旋形路线向器底旋转，到达底部后 折而向上，成为内层的上旋的气流，称为气芯，然后从顶部的中央排气管排出。 气体中所夹带的尘粒在随气流旋转的过程中，由于密度较大，受离心力的作用逐 渐沉降到器壁，碰到器壁后落下，滑向出灰口。
5.3.2离心沉降设备
靠近旋风分离器排气管的顶部旋涡中带有不少细小 粉粒，在进口主气流干扰下较易窜入排气口逃逸。提高 分离效率的另一途径是移去顶部旋涡造成的粉尘环，为 此而设计的XLV/B型旋风分离器见图。此种旋风分离器 的结构特点是进气口低于器顶下一小段距离，且在圆柱 壳体的上部切向开有狭槽，用旁通管将带粉粒的顶旋涡 引至分离器下部锥体内。不但提高了分离效率，还降低 了旋风分离器的阻力。若没有旁路，有人做过实验，堵 死旁路 20%。
p
u
2 i
2
除了上述两个性能指标外，有的教材还介绍了另外一个性能指标，即临界直 径 d c ，d c 指旋风分离器能够分离的最小颗粒直径。
5.3.2离心沉降设备
实验结果表明：D ， u ，锥体长度H 2 ， 。粗短形旋风分离器在 p 一定时，处理量大；细长形旋风分离器 p ，但 ，从经济角度看一般 可取进口气速 u 15 ~ 25m/ s。若处理量大，则可采用多个小尺寸的旋风分 离器并联操作，这较用一个大尺寸的旋风分离器可望获得更高的效率，同 样原因，投入使用的旋风分离器处于低气体负荷下操作是不适宜的。
流体的颗粒沉积和颗粒沉积厚度
流体的颗粒沉积和颗粒沉积厚度在流体力学和地质学等领域中，颗粒沉积是一个重要的研究课题。
颗粒沉积指的是流体中的固体颗粒在受到重力或其他外力的作用下，逐渐沉降到底部或固体表面的过程。
颗粒沉积的过程涉及到颗粒之间的相互作用、颗粒与流体之间的相互作用以及颗粒沉积形成的沉积物的特性等方面。
一、颗粒沉积的原理颗粒沉积的原理涉及到重力、流体动力学和颗粒之间的相互作用。
当颗粒悬浮在流体中时，颗粒会受到流体的运动力量作用，流体的流动将颗粒带到上升流区域，而在下降流区域由于颗粒较重，颗粒会沉降到底部。
颗粒的沉降速度受到颗粒的直径、密度、流体的粘度和流速等因素影响。
相同颗粒直径的颗粒在粘度较大的流体中沉降速度较慢，而在流速较大的流体中沉降速度较快。
二、颗粒沉积的过程与形态颗粒沉积的过程可以分为初期沉积和稳定沉积两个阶段。
初期沉积阶段是指颗粒进入流体后的初次沉积，这个阶段颗粒之间的相互间隔较大，形成物料的斜坡状。
而在稳定沉积阶段，颗粒之间的相互间隔变小，颗粒层逐渐达到平衡，形成水平的沉积层。
稳定沉积的形态受到流体的流速、颗粒粒径和浓度等因素的影响。
较大的流速和较大的颗粒粒径可以形成较厚的沉积层，而较低的浓度可以形成较薄的沉积层。
三、颗粒沉积厚度的影响因素颗粒沉积厚度受到多个因素的影响，包括颗粒粒径、颗粒浓度、流体流速和流体粘度等。
较大的颗粒粒径和较高的颗粒浓度会增加沉积层的厚度，而较大的流速和较小的流体粘度也会导致较厚的沉积层形成。
此外，沉积物的类型和地质环境也会对沉积层的厚度产生影响。
例如，沉积在湖泊或海洋中的沉积物往往比河流中的沉积物厚。
四、颗粒沉积的应用颗粒沉积的研究在许多领域有着广泛的应用。
在沉积岩地质学中，对颗粒沉积过程和沉积层的研究可以帮助识别地层的年代和环境，从而更好地理解地球历史和地质演变过程。
在工程领域中，对颗粒沉积的研究可以用于分析河流和海湾的冲淤变化，以及河道和港口的维护和设计。
此外，对颗粒沉积的研究还在环境科学中有重要的应用，用于分析水体中的悬浮物和底泥的分布和迁移。
微粒子的脱附与迁移规律研究
微粒子的脱附与迁移规律研究随着科技的不断进步，微粒子的研究越来越受到人们的关注。
微粒子指的是直径在微米以下的粒子，它们存在于大气中、水中、土壤中以及生物体内等各种环境中。
微粒子的脱附与迁移规律研究是微粒子领域中的一个重要研究方向。
本文将就微粒子的脱附与迁移规律进行探讨。
一、微粒子的脱附机制微粒子脱附是指微粒子与其附着表面之间的作用力不足以保持微粒子的附着状态，导致微粒子从表面上脱离的现象。
微粒子的脱附机制主要包括物理吸附、静电吸附和化学吸附三种。
（一）物理吸附物理吸附是指吸附剂表面与微粒子表面之间的吸引力主要是范德华力和静电吸引力。
范德华力是指气体和固体、液体之间在微观尺度上由于分子和分子、原子和原子之间的作用而产生的相互吸引力；静电吸引力是指存在于带电体系中的电场和电荷之间的相互作用力。
二者共同作用使得微粒子与表面之间产生吸附作用。
在物理吸附中，吸附倍数较小时，微粒子容易发生脱附。
（二）静电吸附静电吸附是指当微粒子表面带有静电荷时，其在表面上产生静电吸引力而发生吸附的现象。
和物理吸附相比，静电吸附强度更大，但是脱附倍数也更小。
（三）化学吸附化学吸附是指微粒子表面与吸附剂表面之间发生的化学反应，导致微粒子与表面之间形成化学键而发生吸附作用。
化学吸附是一种强的吸附作用，在吸附倍数较大时，微粒子不容易发生脱附。
二、微粒子的迁移规律微粒子在环境中的迁移主要受到悬浮液中的流动场和颗粒浓度的影响。
微粒子在流动场中的运动模式有沉降、对流和扩散三种。
（一）沉降沉降是指微粒子在重力作用下向下下沉的运动，沉降速度与重力、粒径、密度等因素有关。
沉降速度快的微粒子往往容易沉积到表面形成积累现象。
（二）对流对流是指由于流体本身被流动场所卷起形成的运动，将微粒子沿着流体运动一起移动。
对流是一种非常普遍的微粒子传输方式，但是其传输距离相对较短。
（三）扩散扩散是指由于流体分子间的随机热运动，使得微粒子在流体中随机移动的过程。
第二章,颗粒在介质中的垂直运动
g0 a—阻力加速度
颗粒在介质中的重力加速度g0，是一种静力性质的加速度，它只与颗 粒及介质的密度有关。而介质阻力所产生的阻力加速度a，则是动力性质的 加速度，它不仅与颗粒及介质的密度有关，而且还和颗粒的粒度及其沉降速
度有关。
颗粒在静止介质中达到沉降末度v0的条件：
第二章 颗粒在介质中的垂直运动
§2—1 介质的性质和介质的浮力与阻力
§2—2 球形颗粒在介质中的自由沉降 §2—3 矿物颗粒在介质中的自由沉降 §2—4 颗粒在匀速上升和下降流中的运动 §2—5 自由沉降的等降现象和等降比 §2—6颗粒在悬浮粒群中的干涉沉降
矿粒在流体中的垂直沉降是重力分选过程中矿粒最
R G0
或
dv g0 a 0 dt
2 6v0 g d d ( ) g v0 6
即
故得
即为球形颗粒自由沉降末速通式。
d ( ) g v0 6
当介质密度一定时，密度大的颗粒、或粒度大的颗粒，沉降末速v0大； 若颗粒的密度、粒度一定时，介质密度大者，一般其粘度也高，颗粒在其中 的沉降末速要变小。 可知，要想求v0，需要知道阻力系ψ 而ψ 又与Re有关 要想求出Re，又必须预先知道v0 因此，求v0直接使用该公式计算是不可能的。 为了解决这一问题曾提出过各种各样利用ψ -Re关系曲线或它的派 生曲线计算的方法，称为图算法。
与雷诺数Re有关。
经过考查证明，对于一定形状的颗粒，ψ 与Re呈单 值函数关系，但它们之间的解析式则无法用理论求得。 英国物理学家李莱总结了大量的实验资料，并在对数 坐标上做出了各种不同形状颗粒在流体介质中运动时，雷 诺数Re与阻力系数ψ 间的关系曲线，又称李莱曲线。
《颗粒的沉0降》PPT课件
0 i xi
（5-29）
式中xi为进口气体中粒径为dpi颗粒的质量分率。
分割粒径 d50
粒级效率恰为50%的颗粒直径，称为分割粒径。
D
d50 0.27 ui (s )
43
离心沉降设备
图3-11
标准旋风分离器的
～d p d50
曲线
44
离心沉降设备
④旋风分离器的压降 性能好坏的重要指标
压降损失 p c ui2 / 2
c与设备的型
式和几何尺寸 有关
1、气流进入旋风分离器时，由于突然 扩大引起的损失 ；
2、与器壁摩擦的损失；
3、气流旋转导致的动能损失； 4、在排气管中的摩擦和旋转运动的损
失； …
旋风分离器的压降损失一般在5002000Pa左右。
45
离心沉降设备 影响旋风分离器性能的因素
操作温度，颗粒密度、粒径、进口气速度及粉 尘浓度等情况。
8
二、 球形颗粒的自由沉降
颗粒在沉降过程中受力
重
重力
Fg
mg
1 6
πd 3
sg
力 场 中
浮力
Fb
m
s
g
1 6
πd 3
g
曳力
Fd
A
u2
2
9
离心力 Fc mr 2
离心力 浮力 场中 曳力
Fb
m
p
r 2
FD
Ap
u2
2
r ── 颗粒作圆周运动的旋转半径
Fd Fb
r
Fc
运 动 方 向
ω
ω── 颗粒的旋转角速度 m ── 颗粒的质量，球形颗粒 ρp ── 颗粒密度
ut<自由沉降速度。当D容器>100dp,可忽略影响。
第四章颗粒流体力学
就是在惯性离心力作用下颗粒沿径向的沉降速度。应该注意的是这 个速度并不是颗粒运动的绝对速度，而是它的径向分量。当流体带着颗 粒旋转时，颗粒在惯性离心力作用下沿着切线方向通过运动中的流体甩 出，逐渐离开旋转中心。因此，颗粒在旋转流体中的运动，实际上是沿 着半径逐渐增大的螺旋形轨道前进的。
比较式 um
2.颗粒形状修正
1）. Wadell球形度修正 Wadell 用球形度作参数，整理得出 Re 与 C 的关系反映形 状对沉降速度影响的球形度用下式定义，即
与粒子同体积的球表面积 s 实际粒子表面积
在计算Re时，Dp采用等体积球当量径dv进行计算 同一性质的固体颗粒，非球形颗粒的沉降阻力比球形颗 粒的大的多，因此其沉降速度较球形颗粒的要小一些。
第四章 颗粒流体力学
4.1.颗粒在流体中的沉降现象
4.1.1、颗粒在重力作用下的沉降 1、自由沉降（free settling)
自由沉降颗粒在重力沉降过程中不受周围颗粒和器壁 的影响(固体浓度很低），称为自由沉降。
2、干扰沉降(hinderedsettling)
固体颗粒在重力沉降过程中，因颗粒之间的相互影响而 使颗粒不能正常沉降的过程称为干扰沉降(固体浓度高）
R为径向上的流体阻力。
将 R及 FC 值代入上式（3.26），得
dur u dt r
2
p
p
3u C 4 Dp p
2 r
du r 在离心力场的作用下，颗粒运动的加速度 dt 随着颗粒
所在位置的半径r而异。不过，在工业用的设备中，上
du r 式的 项比起其余两项要小得多，故可以认为 du r dt .0 于是颗粒在径向上的沉降速度 dt 4 D p p u2 ur 3C r
粒子沉降的原理和应用
粒子沉降的原理和应用1. 原理粒子沉降是指在液体或气体介质中，由于重力的作用，颗粒物质沉降至液体或气体底部的过程。
其原理主要包括重力沉降和离心沉降。
1.1 重力沉降重力沉降是指由于颗粒物质受到重力作用而沉降的现象。
根据斯托克斯定律，颗粒在稀释气体或液体中的沉降速度与颗粒的直径、密度、介质粘度以及重力加速度等相关。
重力沉降可以分为自由沉降和受阻沉降两种情况。
自由沉降是指颗粒物质在无限大的介质中沉降，不受到其他力的干扰；受阻沉降则是指颗粒物质在有限大小的容器中沉降，受到容器壁或其他阻碍物的影响。
1.2 离心沉降离心沉降是指利用离心力促使颗粒物质进行沉降的过程。
通过高速旋转离心机，颗粒物质受到离心力的作用，从而产生向外的离心力矩，加速颗粒物质的沉降速度。
离心沉降可以有效地分离混合物中的颗粒物质，并广泛应用于固液分离、浓缩和纯化等领域。
2. 应用粒子沉降在许多领域有着广泛的应用，下面列举了其中一些主要的应用场景。
2.1 污水处理中的污泥沉降在污水处理过程中，经过初步处理后的污水往往含有大量的悬浮物和污泥颗粒。
通过采用粒子沉降技术，可以将其中的固体颗粒逐渐沉降至底部，从而使污水得到净化。
2.2 高效过滤器中的微粒捕捉在一些行业，如电子制造业、制药业等，对于空气中的微小颗粒物质的捕捉非常重要。
采用高效过滤器结合粒子沉降原理，可以有效地捕捉空气中的微粒，保证生产过程的纯净度。
2.3 雾霾治理中的PM2.5控制近年来，由于雾霾问题的严重性，对于空气中的PM2.5颗粒物控制成为一个全球关注的焦点。
粒子沉降技术可以应用于雾霾治理中，通过沉降和捕捉PM2.5颗粒物，改善空气质量。
2.4 粉尘控制和废气处理在一些工业生产过程中，会产生大量的粉尘和废气。
粒子沉降技术可以用于控制和处理这些粉尘和废气，减少对环境的污染。
2.5 颗粒物浓缩和分离在一些实验室研究中，需要浓缩和分离微小的颗粒物。
通过离心沉降技术，可以高效地将颗粒物浓缩，并与其他杂质分离，方便后续实验的进行。
流化风速对二元粒径颗粒混合物分层特性影响的实验研究
流化风速对二元粒径颗粒混合物分层特性影响的实验研究李金晶;杨石;杨海瑞;吕俊复;岳光溪【期刊名称】《锅炉技术》【年(卷),期】2010(041)006【摘要】采用塌落法针对2种不同粒径颗粒的混合物,研究了其在不同流化风速下,颗粒平均粒径沿床高的分布情况.研究发现,随着流化风速的增大,颗粒平均粒径沿床高的分布逐渐趋于均匀.表明增大风速有利于颗粒之间的相互混合,减弱颗粒分层.这对防止风水联合冷渣器内结焦事故的发生具有重要意义.【总页数】4页(P28-31)【作者】李金晶;杨石;杨海瑞;吕俊复;岳光溪【作者单位】清华大学热能工程系热能动力工程与热科学教育部重点实验室,北京,100084;华北电力科学研究院有限责任公司,北京,100045;清华大学热能工程系热能动力工程与热科学教育部重点实验室,北京,100084;清华大学热能工程系热能动力工程与热科学教育部重点实验室,北京,100084;清华大学热能工程系热能动力工程与热科学教育部重点实验室,北京,100084;清华大学热能工程系热能动力工程与热科学教育部重点实验室,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】TK229.6+6【相关文献】1.内构件对CFB-FGD塔内固体颗粒径向运动特性影响实验研究 [J], 李少华;张庆喆;王虎;马文娥2.一次风速度对煤颗粒群着火特性影响的实验研究 [J], 许开龙;俞伟伟;吴玉新;刘青;张海3.流化床锅炉燃烧中煤颗粒粒径对灰渣形成特性影响试验研究 [J], 王勤辉;徐志;刘彦鹏;骆仲泱;倪明江4.二组分混合物的最小流化特性Ⅱ.混合物平均物性与最小流化速度 [J], 张济宇;彭辉5.不同粒径电路板塑料颗粒流化特性 [J], 王铭华;郭庆杰;刘宝勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
粒子沉降的原理有哪些应用
粒子沉降的原理有哪些应用一、粒子沉降原理粒子沉降是指悬浮在流体中的固体颗粒在不受外力作用下自由沉降的现象。
它是通过重力作用引起的，具有一定的物理规律。
粒子沉降的原理主要有以下几点：1.重力作用：粒子沉降的主要驱动力是重力。
根据牛顿第二定律，粒子受到的重力与其质量成正比，因此质量较大的粒子沉降速度较快。
2.液体阻力：当粒子沉降时，周围液体会对其产生阻力，阻碍其运动。
液体阻力与粒子的速度和形状有关，通常情况下，粒子的速度越快，液体阻力越大。
3.布朗运动：与粒子大小和液体温度有关，是粒子在液体中受到碰撞和扩散而产生的随机运动。
布朗运动会使粒子的沉降速度出现波动，从而影响粒子的沉降速度和距离。
二、粒子沉降的应用粒子沉降的原理在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
以下列举了几个粒子沉降原理的应用实例：1.颗粒物分离：在工业生产中，粒子沉降被广泛应用于颗粒物的分离和净化。
通过利用粒子沉降的原理，可以将悬浮在流体中的颗粒物分离出来，从而得到干净的产品或废液。
应用示例：在煤炭工业中，利用粒子沉降的原理可将煤中的杂质和固体颗粒分离出来，从而提高煤的质量和纯度。
2.颗粒浓缩：在生物医药等领域，常常需要对微小颗粒进行浓缩。
通过利用粒子沉降原理，可以使颗粒在液体中沉积，从而实现颗粒的浓缩。
应用示例：在细胞培养中，可以利用粒子沉降的原理将细胞沉淀在培养液中，从而实现细胞的富集和浓缩。
3.沉降速度测量：粒子沉降的速度与粒子的质量和形状有关，通过测量粒子的沉降速度，可以获得粒子的物理性质和形状等信息。
应用示例：在颗粒物测量仪器中，可以通过粒子沉降的原理来测量颗粒物的平均直径和分布情况，从而评估空气中的颗粒物污染程度。
4.悬浮液稳定性评估：在液体悬浮体系中，通过测量颗粒的沉降速度和距离，可以评估悬浮液的稳定性。
应用示例：在制药工业中，通过测定粒子的沉降速度和距离，可以评估药物悬浮液的稳定性，进而确定药物的品质和保存期限。
5.颗粒物临界浓度测定：利用粒子沉降的原理，可以确定颗粒物的临界浓度，即在此浓度下，液体中颗粒的沉降速度刚好与液体的流速相等，达到动态平衡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文章编号:0253-9993(2002)03-0325-04下降介质流影响下颗粒的分层机理郭 德(华北矿业高等专科学校安全与环境工程系,北京 101601)摘 要:从固液两相流的动量方程出发,导出了颗粒在下降介质流中的运动方程,分析得出:密度大的颗粒沉速大于密度小的颗粒沉速;粒径大的颗粒沉速大于粒径小的颗粒沉速,从而使不同性质的颗粒得以分层.进一步研究了不同性质颗粒在同一平衡层中的分布关系以及重介选效果较好的原因.关键词:颗粒;密度;粒径;速度;分层中图分类号:TD922 文献标识码:A收稿日期:2001-08-31 不同性质的颗粒在运动过程中会发生不同程度的分层现象.这种现象有些是我们希望的,有些则是应避免的.矿物加工、水利、固液分离等许多领域一直很重视研究颗粒的分层理论及相关问题,特别是矿物加工工程中的重力选矿颗粒分层机理研究,100多年来人们提出了许多假说,进行了许多努力,显示出该问题的重要性.从两相流动量方程出发,导出颗粒在垂直下降介质流中的运动方程.通过对该方程的分析,揭示出颗粒分层的某些规律,对认识颗粒分层机理、丰富理论问题是有益的.在推导颗粒运动方程时,作了些特别规定,这些规定对问题研究的正确性不产生任何负面影响.规定如下:①假设容器较大,器壁对颗粒分层不产生影响;②颗粒运动时垂直下降,不作垂直于z 轴的其它方向上的运动.需要说明的是,只研究了下降介质流的情况,对上升介质流、水平介质流甚至倾斜介质流没有涉及.但研究方法相同,只要注意两相流动量方程中所涉及的项会有所不同.对两相流动量方程及颗粒所受力的表达式没有给出演导过程.1 下降介质流中颗粒运动方程在一维流动情况下,分别考虑下降介质流和颗粒流的情况,其各自的动量方程[1]为ρs v sv s z =b s +f s - p z ,(1)ρf v f v f z =b f +f f - p z ,(2)式中,ρs ,ρf 为颗粒和介质流体的密度;v s ,v f 为颗粒和介质流的流动速度;b s ,b f 为作用于颗粒和介质流各自单位容积上的彻体力;f s ,f f 为颗粒和介质流各自单位容积的平均表面力(不包括压强梯度);p 为压强;z 为坐标.在两动量方程中,b s ,b f 在本问题中分别为单位容积颗粒流和介质流所受重力;f s 和f f 是一对作用力与反作用力.构成f s 的因素较多,如流体阻力、惯性力、颗粒与颗粒间的作用力等等.为研究问题方便,只将f s 分两部分考虑,即由介质流对颗粒流引起的力(f s )f 和由颗粒与颗粒之间引起的力(f s )s ,其它力都认为包括在以上两项力中. 第27卷第3期煤 炭 学 报Vol .27 No .3 2002年6月JOURNA L OF CHINA COAL SOCIETYJune 2002 DOI :10.13225/j .cn ki .jccs .2002.03.022图1 系统中各力的方向Fig .1 Direction of fo rce in the sy stem在自由下降流中,当颗粒密度大于介质密度时,各力方向如图1所示.通过Garm an -Kozeny 方程可导出f f ,(f s )f ,(f s )s 的表达式[1]为f f =-180μf j fo d 2(1-ε)2ε3,(3)(f s )f =180μf j fo d 21-εε2,(4)(f s )s =-(ρs -ρf )g +180μf j fo d 21-εε3,(5)式中,μf 为介质流黏性系数;j fo 为介质流相对于颗粒的流率;ε为空隙度;d 为颗粒的当量直径.f f ,(f s )s 表达式中的负号表示方向向下和z 轴正向方向相反.将式(3)～(5)代入式(1),(2)得ρs v s v s z =-ρs g +180μf j fo d 1-εε-(ρs -ρf )g +180μf j fo d 1-εε- p z ,(6)ρf v f v f z =-ρf g -180μf j fo d 2(1-ε)2ε3- p z .(7) 联立式(6),(7),消去 p z,并整理得ρs v s v s =-2ρs g +2ρf g +360μf j fo d 1-εε+ρf v f v f .(8) 将式(8)两边对z 积分,并整理得ρs v 2s =-4ρs gz +4ρf gz +ρf v 2f +720μf j fo d 21-εε3z .(9) 式(9)即为下降介质流中的颗粒运动方程.从方程中可知:颗粒运动速度v s 与自身密度ρs 、自身当量粒径d 、介质流密度ρf 、介质流黏度μf 、介质流流速v f 、介质流和颗粒之间的相对流率j fo 、空隙度ε及在坐标中的位置z 都有直接关系.2 对若干问题的讨论2.1 颗粒分层由式(9)得v 2s =-4gz +4ρf gz +ρf v 2f +720μf j fo d 21-εε3z ρs.(10) 当d 1=d 2且其它参数相同、ρs1>ρs2时,显然 v 2s1 > v 2s2 ,负号表示方向向下,说明密度大的颗粒比密度小的颗粒沉速大.当ρs1=ρs2且其它参数相同、d 1>d 2时,显然v 2s1 > v 2s2 ,负号表示方向向下,说明当量粒径大的颗粒比粒径小的颗粒沉速大.由于不同性质颗粒沉速不同,所以颗粒发生分层现象.分析式(10),在影响v 2s 的因素中,d 对v 2s 影响力要小于ρs ,所以影响颗粒分层的因素中密度要大于粒度.介质流流速v f 对v s 影响较大,当v f =0时,表示v s 为自由干扰沉速;当v f 方向向下且增大时,v s 方向向下亦增大,从而加速颗粒沉降;当v f 方向向上且增大时,v s 减小.v f 增到一定程度时,v s 为零甚326煤 炭 学 报2002年第27卷至向上.μf 和ρf 增大,都会使v 2s 减小.空隙度ε增大,即单位容积内颗粒数减小,颗粒间相互影响减小,v 2s 增大.2.2 平衡层的关系相同运动速度的颗粒群构成一平衡层.将式(9)变形得z =ρs v 2s -ρf v 2f -4ρs g +4ρf g +720μf j fo d 1-εε. 设有两颗粒为等沉粒,即v 2s1=v 2s2.在讨论该问题时,除ρs ,d 外其它参数相同.当d 1=d 2,ρs1>ρs2时,z 1<z 2,表明密度大的颗粒在密度小的颗粒下面;当ρs1=ρs2,d 1>d 2时,z 1<z 2,表明颗粒大的颗粒在颗粒小的颗粒下面;当ρs1=ρs2,d 1=d 2时,两颗粒具有相同的位置;不同性质的两颗粒要处于同一状态,即z 1=z 2,v s1=v s2=v s ,两颗粒之间需满足以下条件,即4ρf gd 21d 22(ρ1-ρ2)(v 2s -v 2f )=720μf j fo (1-ε)ε3v 2s (ρ2d 22-ρ1d 21)-ρf v 2f (d 21+d 22).2.3 ρf 对分层效果的影响 从式(10)中发现ρf 对v 2s 有显著影响,当ρf 增大时v 2s 减小.现有两颗粒,其速度差为v 2s1-v 2s2=ρf (4gz +v 2f )1ρs1-1ρs2+720μf j fo (1-ε)z ε31d 21ρs1-1d 22ρs2. 从上式看出,介质密度ρf 增大,两颗粒速度差增大.在重介质选矿中,重介质悬浮液ρf 大于跳汰用介质水的ρf ,所以在重介质选矿中沉速相对小,颗粒沉降体系平稳,但颗粒间沉速差却远大于跳汰,从而分层快且分层彻底.所以重介选矿的效果比跳汰的效果好.同理跳汰效果比以空气为介质的选矿效果好.在选矿过程中,除要求两颗粒沉速差足够大、在一定时间内颗粒运行距离差较大之外,还要保证颗粒的沉速足够大.分析式(10)可知:当ρf ,μf 增大时,v 2s 减小,这时即使表面上增加了两颗粒的沉速差,但每一颗粒沉速太小,也不能保证分选效果.因此,重介质槽选选块煤效果好,选末煤效果就差,只能靠采用离心力场增大加速度提高颗粒沉速的办法强化分选效果.跳汰选煤时,当洗水中含有大量煤泥时,分选效果较差,也是这个原因.同样,重介质选煤时悬浮液中煤泥含量也有一定限制.3 结 论从两相流动量方程出发,推导出了颗粒的运动方程,通过分析该方程得出了定性的结论:不同密度、不同粒度的颗粒沉速不同,是颗粒分离的根本原因.颗粒密度对沉速的影响大于颗粒粒径.介质性质亦对沉速有较大影响.不同性质的颗粒要进入同一平衡层应满足一定的条件,这个条件不但和颗粒性质有关,而且和介质性质及整个体系有关.重介选矿效果好于跳汰选的原因是分选介质密度的增大,使两颗粒沉速差大于跳汰选,使分层效果变好.参考文献:[1] 张远君.两相流体动力学[M ].北京:北京航空学院出版社,1987.作者简介: 郭 德(1964-),男,山东成武人,副教授,1987年毕业于淮南矿业学院,现从事矿物加工方面的教学和科研工作,发表“脱泥浮选工艺的实践与认识”等论文20余篇.327第3期郭 德:下降介质流影响下颗粒的分层机理328煤 炭 学 报2002年第27卷The mechanism of particles are separated in fluid medium going downGUO De(Depar tmen t of Sa fety and En vironment,Nor th-China Mining College,Beijing 101601,C h ina)A bstract:On the basis of momentum equations of one-dimensional two-phase flow,the particle s motion equa-tion in fluid medium going dow n is fo rmulated.By analyzing it,an arg ument is put forw ard.In term s of the sinking velocity,the particles of higher density are faster than the particles of low er density.The particles in big size are faster than the particles in small size.In this way,particles of different qualities can be seperated. The distribution relations of particles of different qualities are farther studied w hich are in the same state and the reasous w hy the dense medium separation is relatiuely g ood.Key words:particle;density;size;sinking velocity;separation2002年《煤炭学报》征订启事《煤炭学报》是中国煤炭学会主办的、向国内外发行的煤炭科学技术方面的综合性学术刊物.主要刊载煤田地质与勘探、煤矿开采、矿山测量、矿井建设、煤矿安全、煤矿机械工程、煤矿电气工程、煤炭加工利用、煤矿环境保护等方面的科学研究成果论著和学术论文,以及煤矿生产建设、企业管理经验的理论总结,也刊载重要学术问题的讨论及国内外煤炭科学技术方面的学术活动简讯.《煤炭学报》刊载的论文具有较高的学术价值和文献收藏价值,被Ei、IEA Coal Abstract CD-ROM、中国科学引文数据库、SCI、科学技术文摘速报(日本)、Coal Hig hlights、中国学术期刊文摘等国内外20多种重要文摘检索系统所收录.1992年荣获首届全国优秀科技期刊评比二等奖,中国科学技术协会优秀学术期刊二等奖,北京市新闻出版局、北京市科学技术期刊编辑学会全优期刊奖.1996年荣获第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,中国科学技术协会优秀科技期刊一等奖.1999年荣获首届国家期刊奖.《煤炭学报》深受广大作者、读者的爱护和支持,也受到各级部门的重视,在学术水平上具有较高的地位,很多单位都将在《煤炭学报》发表的文章作为作者学术水平考核指标之一.《煤炭学报》是双月刊,每册订价18.00元,全年共收费108.00元.欲订阅者可直接与本编辑部联系,编辑部随时办理订阅手续.本刊地址:北京市和平里煤炭科学研究总院内《煤炭学报》编辑部.邮政编码:100013联系电话:(010)84262930。