第5章的固体流态化

强化了颗粒与流体间的传热、传质
易于连续自动操作
颗粒易磨损
反混，颗粒在床层内的停留时间不均
5.4.2 流化床的流体力学特性
一、流化床的压降
1. 理想流化床
理想情况下Δp-u关系曲线
一、流化床的压降
2. 实际流化床
气体流化床实际Δp-u关系曲线
二、流化床的不正常现象
1.腾涌现象
腾涌发生后Δp-u关系曲线
一、概述
气力输送的优点 （1）可长距离连续输送，自动化操作，生产效率高。
（2）设备结构简单、紧凑，占地面积小，使用、维 修方便。
（3）输送系统密闭，避免了物料的飞扬、受潮、受 污染，改善了劳动条件。 （4）可在运输过程中（或输送终端〕同时进行粉碎、 分级、加热、冷却以及干燥等操作。
一、概述
混合比R（或固气比） 单位质量气体所输送的固体质量，即
二、流化床的不正常现象
2. 沟流现象
沟流发生后Δp-u关系曲线
三、流化床的操作范围
流化床的操作范围应在临界流化速度和带 出速度之间。 1．临界流化速度umf 实验测定：
实验装置如右图
三、流化床的操作范围
可得到曲线
临界流 化速度
三、流化床的操作范围
经验关联式计算： 对于小颗粒
umf d p 2 ( s ) g 1650
三、流化床的操作范围
2．带出速度 当流化床内气速达到颗粒的沉降速度时， 大量颗粒会被流体带出器外，因此，颗粒带出 速度即颗粒的沉降速度。
三、流化床的操作范围
3．流化床的操作范围与流化数 带出速度与临界流化速度的比值反映了流化 床的可操作范围。 对均匀细颗粒 对大颗粒
ut / u ut / u
mf mf
床层内分为两相，一相是 空隙小而固体浓度大的气固均 匀混合物构成的连续相，称为 乳化相；另一相则是夹带有少 量固体颗粒而以气泡形式通过 床层的不连续相，称为气泡相。 对于密度差较大的气－固流化 系统，一般趋向于形成聚式流 化。
聚式流化
三、流化床的主要特点
具有液体的某些性质
三、流化床的主要特点
系统颗粒混和均匀，温度、浓度分布均匀
三、密相输送
脉冲式密相输送
练 习 题 目
思考题
1. 理想流化床和实际流化床的差别主要是什么？
2. 流体与固体颗粒之间的相对运动可分为几种 情况。
Gs R G
混合比在 25 以下（通常 R=0.1 ～ 5 ）的气力输 送称为稀相输送。混合比大于 25 的气力输送称为 密相输送。
二、稀相输送
1. 稀相输送的分类 （1）吸引式 （2）压送式 2. 稀相输送的流动特性
（1）水平管内输送
（2）垂直管中的输送
（3）倾斜管中输送
三、密相输送
密相输送的特点是低风量高固气比，物料在 管内呈流态化或柱塞状运动。此类装置的输送能 力大，输送距离可长达100～1000m，尾部所需的 气固分离设备简单。由于物料或多或少呈集团状 低速运动，物料的破碎及管道磨损较轻，但操作 较困难。目前密相输送多用于水泥、塑料粉、纯 碱、催化剂等粉料物料的输送。
91.7 8.62
流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称 为流化数。
5.4.4 气力输送简介 一、概述
气力输送 当气速大于颗粒的带出速度时，颗粒会被 气流带出，并随气体一起流动，形成稀相输送 床，利用这种方式来输送固体颗粒的方法称为 气力输送（当输送介质为液体时称为水力输 送）。 输送介质 通常是空气，对易燃易爆粉料，可采用惰 性气体，如氮气等。
二、两种不同流化形式
散式流化
散式流化亦称均匀流化。其特 点是固体颗粒均匀地分散在流化介 质中。随流速增大，颗粒间的距离 均匀增大，床层逐渐膨胀而没有气 泡产生，并保持稳定的上界面。通 常，两相密度差小的系统趋向于散 式流化。大多数液－固流化呈现 “散式流化”。 散式流化
二、两种不同流化形式
聚式流化
第五章颗粒的沉降和流态化
5.4 固体流态化
5.4.1 流态化的基本概念
一、流态化现象
当流体由下向上通过固体颗粒床层时，随 流速的增加，会出现以下几种情况 气 固定床阶段 流化床阶段
速
增
稀相输送床阶段
加
表观速度（即空塔速度），空隙率， 表观速度（即空塔速度）
固定床阶段 最大表观速度 umax ut 当表观速度大于最大表观速度时，气体通过颗粒空隙的实 际流速大于颗粒的沉降速度，就形成了流化床
流化床阶段
实际流速u1与表观流速u有以下关系 u1
u

在流化床阶段，随气体流量增大，表观气速增大，床层上表 面升高，使空隙率增大，但实际流速不变，恒等于颗粒的沉 降速度。
如果表观速度超过颗粒的沉降速度，则颗粒 获得上升速度而被气体带走，形成输送床。
一、流态化现象
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