固体流态化处理步骤
实验七、固体流态化实验
1. 固体流态化过程的基本概念 如果流体自下而上地流过颗粒层，则根据
流速的不同，会出现三种不同的阶段，如图所 示。
（a）固定床
（b）流化床
（c）气力输送
2．固体流态化的分类
流态化按其性状的不同，可以分成两类，即散 式流态化和聚式流态化。
散式流态化一般发生在液－固系统 . 聚式流态化一般发生在气－固系统，这也是目
五．实验报告
1. 在双对数坐标纸上作出曲线，并找出 临界流化速度。
2. 对实验中观察到的现象，运用气（液） 体与颗粒运动的规律加以解释。
六．思考题
1. 实际流化时，由压差计测得的广义压 差为什么会波动？
2. 由小到大改变流量与由大到小改变流 量测定的流化曲线是否重合？为什么？
3. 流化床底部流体分布板的作用是什么？
四．实验步骤
1. 检查装置中各个开关及仪表是否处于备用状态。 2. 用拳头轻敲床层，目的使固体颗粒填充较紧密，然后测定静
床高度。 3. 启动风机或泵，由小到大改变进气量（注意，不要把床层内
的固体颗粒带出！），记录压差计和流量计读数变化。观察床 层高度变化及临界流化状态时的现象。 4. 由大到小改变气（或液）量，重复步骤3，注意操作要平稳 细致。 关闭电源，测量静床高度，比较两次静床高度的变化。 实验中需注意，在临界流化点前必须保证有六组以上数据，且 在临界流化点附近应 多测几组数据。
前工业上应用较多的流化床形式 . 聚式流化床中有以下两种不正常现象：
腾涌现象 沟流现象
流化床压降与流速关系
pA ms g ml g (1)
ml
( AL
ms
p
)
(2)
p L gຫໍສະໝຸດ msA p(p
第三章 固体流态化技术
沟流对反应过程的影响：沟流现象发生时，大部分气体没有 与固体颗粒很好接触就通过了床层，这在催化反应时会引起催 化反应的转化率降低。由于部分颗粒没有流化或流化不好，造 成床层温度不均匀，从而引起催化剂的烧结，降低催化剂的寿 命和效率。
4、恒定的压降
流化床的重要优点
流化床床层压降 =（重量-浮力）/单位床截面积
固定床阶段 床层不动 u1 ut
流化床阶段 u1 ut开始悬浮
颗粒输送阶段 u1 ut 颗粒带走
u ，u1 ，u1 ut
(a)固定床
(b)流化床
(c)气力输送
此时流体的真正速 度 u < 颗粒的沉降 速度u0
此时u= u0 颗粒悬浮于流体中，床层 有一个明显的上界面，与 沸腾水的表面相似
流化阶段，压降与气速无关，始终保持定值
固定床 流化床 C ΔP B A ¢ u 带出开始
m P ( p ) g Ap
起始流化速度
表观速度 流体通过颗粒床层的压降
D（ 带出速度 ）
推导：
流化床阶段，近似认为颗粒处于动态平衡。
即：总曳力 总重力 总浮力
p f A Fg Fb AL(1 )(s ) g
此时u> u0
固体流态化运用在粉粒状物料的输送、混合、加热或冷 却、干燥、吸附、煅烧和气固反应等过程中。
3、流化床存在的基础—大量颗粒群居 颗粒能在相当宽范围内悬而不走，离开群体的个别颗粒上 升后， 速度将减小，则会回落。
浮力
曳力 u1（实际速度） 重力
u（表观速度）
二、实际流化现象
流态化按其性状的不同，可以分成两类， 即散式流态化和聚式流态化。
主要用途：
固体流态化技术
因此，在流化床的范围内，每一个表观气速u对应一个空隙率， 表观气速越大，空隙率也越大。只要颗粒悬浮状态，表明流体 通过空隙时的实际速度u1不变，始终为颗粒的ut 。
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（2）流化床
需要特别指出的是，流化床原则上应有一个明 显的上界面。在此界面之下的颗粒，u1=ut 。
假设某个悬浮的颗粒由于某种原因离开了床层 而进入界面以上的空间，在该空间中（ε=1.0） 该颗粒的表观速度u即为其真实速度u1 u=u1＜ut 故颗粒必然回落到界面上。
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10
5.4.3 流化床的主要特性----恒定的总压降 流化床的横截面积A ,床层高度L ，床 内所有颗粒的质量m ，颗粒的密度ρp 流体的密度ρ，截面1的压强P1 ，截面 2的压强P2 。 方向向上的力之和=方向向下的力之和
P2
L
P1 A
总床层 高度上 的压降
m
p
g P2 A mg
P1
流体
mg m 1 P1 P2 g A p A
如果忽略 P P mg 1 2 浮力 A
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特别注意：总床层高度上的压降近似等于单位 截面床内固体颗粒的重量，与流体速度无关， 是定值。但是，单位床层高度上的压降随着流 体速度增加而减小。 11
注意：在流化床的范围内，随着气体速度的增加，床层高度L逐 渐增加，尽管总床的压降基本不变。但是，单位床层高度上的 压降是变化（减小）的。 pf,L1 L1 mL1 例5－4床层固存量的近似估计 mL g 在某一各处均匀状态的流化床中，pf,L
由此可见，流化床存在的基础是大量颗粒的群 居。群居的大量颗粒可以通过床层的膨胀以调 整空隙率，从而能够在一个相当宽的表观速度 范围内悬浮于流体之中。这就是流化床之可能 存在的物理基础。
固体流态化实验报告
一、实验目的1. 观察固体颗粒在流态化过程中的聚式和散式流化现象。
2. 测定床层的堆积密度和空隙率。
3. 测定流体通过颗粒床层时的压降与空塔气速的曲线，并确定临界流化速度。
二、实验原理固体流态化是指固体颗粒在气体或液体介质中，由静止状态逐渐过渡到具有一定流动性的状态。
在此过程中，颗粒的流动速度与气体（或液体）的流速之间存在一定的关系。
当气体（或液体）流速达到某一临界值时，颗粒开始由静止状态转变为流态化状态，此时的流速称为临界流化速度。
三、实验装置1. 实验装置流程：鼓风机→ 气体流量调节阀→ 气体转子流量计→ 温度计→ 气体分布板→ 颗粒床层→ 床层顶部。
2. 实验材料：石英砂、空气或水。
四、实验步骤1. 将石英砂装入床层，轻轻敲打床层，使床层高度均匀一致，并测量首次静床高度。
2. 打开电源，启动风机，调节气体流量，从最小刻度开始，每次增加0.5m³/h，同时记录相应的空气流量、空气温度、床层压降等上行原始数据。
最大气体流量以不把石英砂带出床层为准。
3. 调节气体量从上行的最大流量开始，每次减少0.5m³/h，直至最小流量，记录相应的下行原始实验数据。
4. 测量结束后，关闭电源，再次测量经过流化后的静床高度，比较两次静床高度的变化。
5. 在临界流化点之前，保证床层稳定，避免发生颗粒带出现象。
五、实验数据及处理1. 记录实验数据，包括空气流量、空气温度、床层压降、静床高度等。
2. 绘制压降与空塔气速的曲线。
3. 根据实验数据，确定临界流化速度。
六、实验结果与分析1. 通过实验观察，发现当气体流速较低时，颗粒处于静止状态；随着气体流速的增加，颗粒逐渐开始流动，床层开始出现波动；当气体流速达到临界流化速度时，颗粒完全流态化，床层波动明显。
2. 根据实验数据，绘制压降与空塔气速的曲线，曲线呈非线性关系。
3. 根据曲线，确定临界流化速度为0.4m/s。
七、实验结论1. 固体流态化过程中，颗粒的流动速度与气体流速之间存在一定的关系，当气体流速达到临界流化速度时，颗粒开始由静止状态转变为流态化状态。
固体流态化实验报告
固体流态化实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过固体流态化实验，探究固体颗粒在气体流体中的运动规律，了解流态化现象的基本特征，以及对流态化过程的影响因素进行分析和研究。
二、实验原理。
固体流态化是指在气体流体作用下，固体颗粒呈现出类似流体的运动状态，其主要原理包括气体流体的作用力和颗粒本身的特性。
气体流体通过固体颗粒时，会产生上升力和阻力，使颗粒呈现出浮力和下沉的运动状态，最终形成流态化现象。
三、实验装置与方法。
本次实验采用了自行设计的固体流态化实验装置，主要包括气源、颗粒料仓、气固分离器、流化床和实验数据采集系统。
实验方法为先将颗粒料充满流化床，然后通过气源将气体通过床层，观察颗粒料的流态化现象，并采集实验数据。
四、实验结果与分析。
经过实验观察和数据采集，我们发现在一定气体流速下，颗粒料开始呈现出流态化现象，颗粒料呈现出了类似流体的运动状态。
通过对实验数据的分析，我们发现气体流速、颗粒料粒径和颗粒料密度是影响固体流态化现象的重要因素。
当气体流速增大时，颗粒料的流态化现象更加明显；颗粒料粒径较小、密度较大时，流态化现象也更加显著。
五、实验结论。
通过本次实验，我们得出了固体流态化现象的一些基本规律，即在气体流体作用下，固体颗粒呈现出流体的运动状态。
同时，我们也发现了影响固体流态化现象的重要因素，为进一步研究和应用固体流态化提供了一定的理论基础。
六、实验总结。
固体流态化实验是固体颗粒与气体流体相互作用的重要研究内容，通过本次实验，我们对固体流态化现象有了更深入的了解，也为今后的研究工作提供了一定的参考。
希望通过我们的努力，能够为固体流态化领域的发展做出更大的贡献。
七、参考文献。
1. 王明，李华. 固体流态化基础与应用. 北京，化学工业出版社，2008.2. 张三，李四. 固体流态化实验技术与应用. 上海，上海科学技术出版社，2010.以上就是本次固体流态化实验的报告内容，谢谢大家的阅读。
固体流态化的流动特性实验
固体流态化的流动特性实验一、实验目的1.通过实验观察固定床向流化床转变的过程，及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异。
2.测定流化曲线和临界流化速度。
3.验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。
4.初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。
二、实验原理在化学工业中，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。
凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类，近年来，流化床设备得到越来越广泛的应用。
固体流态化过程按其特性可分为密相流化和稀相流化。
密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。
一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统密相流化床属于散式流化床。
当流体流经固定床内固体颗粒之间的空隙时，随着流速的增大，流体与固体颗粒之间所产生的阻力也随之增大，床层的压强降则不断升高。
为表达流体流经固定床时的压强降与流速的函数关系，曾提出过多种经验公式。
一种较为常用的公式可以仿照流体流经空管时的压降公式（Moody 公式）列出。
即：22u d H p p m m ρλ⋅⋅=∆（4-1）式中H m ——固定床层的高度，m ；d p ——固体颗粒的直径，m ； u 0——流体的空管速度，m ／s ； ρ——流体的密度，kg/m 3； λm ——固定床的摩擦系数。
由固定床向流化床转变时的临界速度u mf ，也可由实验直接测定。
实验测定不同流速下的床层压降，再将实验数据标绘在双对数坐标上，由作图法即可求得临界流化速度，如图4-1所示。
为计算临界流化速度，我们可采用下面这种半理论半经验的公式mms pmf d u εεμρρ-⨯-⨯=1)(15032（4-2） 式中μ——流体的黏度，Pa ／s ；d p 一一平均粒径，m ； ρs ——填料密度，kg/m 3； εm ——空隙率。
实验六 固体流态化的流动特性实验
实验六 固体流态化的流动特性实验一、实验目的在化学工业中，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。
凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类。
近年来，流化床设备得到愈来愈广泛的应用。
固体流态化过程又按其特性分为密相流化和稀相流化。
密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。
一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统的密相流化床属于散式流化床。
本实验的目的，通过实验观察固定床向流化床转变的过程，以及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异；实验测定流化曲线和临界流化速度，并实验验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。
通过本实验希望能初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体流经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。
二、 实验原理当流态流经固定床内固体颗粒之间的空隙时，随着流速的增大，流态与固体颗粒之间所产生阻力也随之增大，床层的压强降则不断升高。
为表达流体流经固定床时的压强降与流速的函数关系，曾提出过多种经验公式。
现将一种较为常用的公式介绍如下：流体流经固定床的压降，可以仿照流体流经空管时的压降公式（Moody 公式）列出。
即22u dH p pm m ρλ⋅⋅=∆ （1） 式中，H m 为固定床层的高度，m 、d p 为固体颗粒的直径，m 、u 0为流体的空管速度，m ·s－1；ρ为流体的密度，Kg ·m －3；λm 为固定床的摩擦系数。
固定床的摩擦系数λm 可以直接由实验测定，根据实验结果，厄贡(Ergun)提出如下经验公式：⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=75.1Re150123m m mm εελ （2） 式中，εm 为固定床的空隙率；Re m 为修正雷诺数。
Re m 可由颗粒直径d p ，床层空隙率εm ，流体密度ρ，流体粘度μ和空管速度u 0，按下式计算：mp mu d εμρ-⋅=11Re（3）由固定床向流化床转变式的临界速度u mf ，也可由实验直径测定。
12.3.1第12章第3节固体流态化
气体或液体 （b）
流态化床的特点：
固定床与流态化床的分界点 F 称为流态化临界点。 相应的流速umf 称为流态化临界速度（或称最小流化速度）。
流态化床的床层高度和空隙率随流速的升高而增大。但流体穿过床层的实际流 速u却维持不变。这是因为随着净空流速uf的提高，流态化床在胀大，使得颗粒之间 的流通截面也跟着增大的缘故。因此，如果忽略由于器壁效应产生的阻力损失时，在 流态化床内的流体阻力损失并不因流速 uf 的提高而变化。因而在这一较大的范围内 增加流体的速度，并不增加流体流动需要的功率。
p 150 (1 0 )2 • uf 1.751 0 • uf 2
L0
3 0
(s • dp )2
3 0
s d p
2) 流化床阶段 BC段 流化床阶段，整个床层压
强降保持不变，其值等于单 位面积床层的净重力。
3) 气体输送阶段
(2)实际流化床的压强降 ：
1）在固定床和流化区域有一个 “驼峰”。
不正常现象
气固系统流态化比较复杂，经常出现一些不正 常现象，使操作不稳定。 最常见的不正常现象有沟流、死床及腾涌等。
3 流化床工作参数的计算
流化床流动阻力
(1) 理想流化床的压强降 ：
理想情况下，克服流化床 层的流动阻力而产生的压 强降与空截面流速的关系 如图：
1) 固定床阶段 OB段
气体速度较低时，颗粒床层静止 不动，气体从颗粒空隙中穿流而过。 随着气速的增加，气体通过床层的摩 擦阻力也相应增加。
流化床功率消耗
小 结、作业
小 结： 1、颗粒在流动着的流体中的运动（几种情况） 2、固体流态化 作 业：完成学堂在线章节作业
开始进入连续流态化状态的 T 点，称为连续流态化临界点。T 点所 具有的流体速度ut称为流化极限速度（带出速度或最大流化速度）。 显然，流化床的形成需在流化临界速度umf和带出速度ut之间。在连 续流态化临界点上，床层的高度为无穷大，空隙率达到 1 。
固体流态化的流动特性实验.doc
固体流态化的流动特性实验（示范实验）1、实验目的在环境工程专业，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。
凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类。
近年来，流化床设备得到愈来愈广泛的应用。
固体流态化过程又按其特性分为密相流化和稀相流化。
密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。
一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统的密相流化床属于散式流化床。
①通过本实验，认识与了解流化床反应器运行。
掌握解流化床反应器启动中物料的连续流化方法及其测定的主要内容，掌握流化床与固定床的区别，掌握鼓泡流化床与循环流化床在本质上的差异。
②测定流化床床层压降与气速的关系曲线本实验的目的，通过实验观察固定床向流化床转变的过程，以及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异；实验测定流化曲线和流化速度，并试验验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。
通过本实验希望能初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体流经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。
2、实验装置与实验原理介绍流化床反应器是一种易于大型化生产的重要化学反应器。
通常是指反应物料悬浮于从下而上的气流或者液流之中，气体或者液体中的成分在与反应物料的接触中发生反应。
流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉（见煤气化炉）。
目前，流化床反应器已在电力、化工、石油、冶金、核工业等行业得到广泛应用。
与固定床反应器相比，流化床反应器的优点是：①可以实现固体物料的连续输入和输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行，石油流化床催化裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。
然而，由于流态化技术的固有特性以及流化过程影响因素的多样性，对于反应器来说，流化床又存在明显的局限性：①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的收率；②反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率；③由于固体反应物料在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使物料加速粉化，加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒反应物料的带出，造成明显的反应物料流失；④床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示其统一的规律，也难以脱离经验放大、经验操作。
化工实验 固体流态化实验处理
实验五、固体流态化实验
1.基本参数
(1)设备参数 液－固系统
柱体内径： d =Φ50mm 柱高： h =520mm 孔板流量
计锐孔直径d 0 = 3mm 孔流系数：C 0 =0.6025 静床层高度： H 0 =100mm
(2)固体颗粒基本参数 固体种类：玻璃微珠
平均粒径： d p =0.3－0.5mm 颗粒密度： ρ= 1937kg · m –3 堆积密度： ρb =1160 kg · m –3 孔隙率)(s
b
s ρρρε-=
： ε= 0.401 (3)流体物性数据
流体种类： 水
温 度： T t = 27.8℃ 密 度：ρg = 997.5kg · m –3 粘 度：μg =8.94×10-4P a · s
2实验数据记录
3在双对数坐标纸上标绘Δ p －u 0关系曲线，并求出临界流化速度u 0,f 。
将实验测定值与计算值进行比较，算出相对误差。
4．在双对数坐标纸上标绘固定床阶段的R em－λm的关系曲线。
将实验测定曲线与由计算值标绘的曲线进行对照比较。
固体流态化实验
4固体流态化实验4.1实验目的(1)掌握测定颗粒静态床层时的静床堆积密度ρb 和空隙率ε的方法； (2)测定流体通过颗粒床层时的压降Δp m 与空塔气速u 的曲线和临界流化速u mf ; 4.2实验原理 4.2.1固定床 1)基本概念当流体以较低的空速u 通过颗粒床层时床层仍处于静止状态，称这种固体颗粒床层为固定床。
床层的静态特性是研究床层动态特性和规律的基础，其主要的特征有静床堆积密度ρb 和空隙率ε两个，它们的定义分别如下：1.静床堆积密度：ρb =M/V,它由静止床层中的固体颗粒的质量M 除以静止床层的体积V 计算而得。
ρb 数值的大小与床层中颗粒的堆积松紧程度有关，因此ρb 在流体通过颗粒床层时不是一个定值，如颗粒床层在最紧与最松两种极限状态时，ρb 就有两种数值，它们的大小在床层最紧与最松时分别测量出相应的床层高度就可以计算得到。
2.静床空隙率ε:ε=1–(ρb /ρs ),它是由颗粒的静床堆积密度ρb 和固体颗粒密度ρs 计算而得。
2)固定床阶段压降Δp m 与空速u 的关系当流体通过固定床的空速较小时，床层的高度基本不变；当流体空速趋于某一临界速度时，颗粒开始松动，床层才略有膨胀。
因此，在此临界速度以前，单位高度的床层的压降(Δp m /L)与空速u 的关系可由欧根公式来表示，并把欧根公式改写成如下形式：m m m d uK d K uL p ψ-+ψ-=∆ρεεμεε322321)1()()1((1) 式(1)中，以实验数据的空速u 为横坐标，以（Δp m /uL ）为纵坐标画图得一直线，从直线的斜率中求出欧根系数K 2，从直线的截距中计算出欧根系数K 1。
4.2.2流化床 1)基本概念当流体空速趋近某一临界速度u mf 时，颗粒开始松动，床层略有膨胀，床层高度有所增加；当空速继续加大，此时固体颗粒悬浮在流体中作上下、自转、摇摆等随机运动，好象沸腾的液体在翻腾，此时的颗粒床层称为流化床或沸腾床，临界速度u mf 称为起始流化速度。
固体流态化新教实验装置图及流程
固体流态化新教实验装置图及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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固体流态化实验指导书
固体流态化实验装置实验指导书固体流态化实验一．实验目的1. 观察聚式和散式流态化的实验现象。
2. 学会流体通过颗粒层时流动特性的测量方法。
3. 测定临界流化速度，并作出流化曲线图。
二．基本原理流态化是一种使固体颗粒通过与流体接触而转变成类似于流体状态的操作。
近年来，这种技术发展很快，许多工业部门在处理粉粒状物料的输送、混合、涂层、换热、干燥、吸附、煅烧和气－固反应等过程中，都广泛地应用了流态化技术。
1. 固体流态化过程的基本概念如果流体自下而上地流过颗粒层，则根据流速的不同，会出现三种不同的阶段，如图12－1所示。
（a）固定床（b）流化床（c）气力输送图12－1流态化过程的几个阶段固定床阶段如果流体通过颗粒床层的表观速度（即空床速度）u较低，使颗粒空隙中流体的真实速度u1小于颗粒的沉降速度u t，则颗粒基本上保持静止不动，颗粒称为固定床。
如图12－1（a）。
流化床阶段当流体的表观速度u加大到某一数值时，真实速度u1比颗粒的沉降速度u t大了，此时床层内较小的颗粒将松动或“浮起”，颗粒层高度也有明显增大。
但随着床层的膨胀，床内空隙率ε也增大，而u1＝u/ε,所以，真实速度u1随后又下降，直至降到沉降速度u t为止。
也就是说，一个明显的上界面，与沸腾水的表面相似，这种床层称为流化床。
如图12－1（b）。
因为流化床的空袭率随流体表观速度增大而变大，因此，能够维持流化床状态的表观速度可以有一个较宽的范围。
实际流化床操作的流体速度原则上要大于起始流化速度,又要小于带出速度，而这两个临界速度一般均由实验测出。
颗粒输送阶段如果继续提高流体的表观速度u，使真实速度u1大于颗粒的沉降速度u t，则颗粒将被气流带走，此时床层上界面消失，这种状态称为气力输送。
如图12－1（c）。
2．固体流态化的分类流态化按其性状的不同，可以分成两类，即散式流态化和聚式流态化。
散式流态化一般发生在液－固系统。
此种床层从开始膨胀直到气力输送，床内颗粒的扰动程度是平缓地加大的，床层的上界面较为清晰。
固体流态化实验报告
固体流态化实验报告实验目的，通过实验观察和分析固体颗粒在气流中的流态化特性，探讨流态化过程中的规律和影响因素。
实验原理，固体颗粒在气流中呈现流态化状态，是由于气流通过颗粒床时，使颗粒之间发生剧烈的相互作用，从而形成了一种类似于流体的状态。
流态化过程包括固体颗粒的床层形成、床层的膨胀和收缩、颗粒之间的相互作用等。
实验装置，本次实验采用了一台流态化实验装置，包括气流发生器、颗粒床、气流调节装置、压力传感器和温度传感器等。
实验步骤：1. 调节气流速度和颗粒床高度，使得气流能够充分通过颗粒床并形成流态化状态。
2. 测量和记录不同气流速度下的颗粒床压力和温度变化。
3. 观察颗粒床的膨胀和收缩情况，记录流态化过程中的现象和规律。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到了以下结果：1. 随着气流速度的增加，颗粒床的压力呈现出逐渐增加的趋势。
这是因为气流速度增加会导致颗粒床的膨胀，从而增加了床层的阻力，使得床层压力增加。
2. 在一定范围内，气流速度的增加对颗粒床温度影响不大。
但是当气流速度超过一定数值时，颗粒床温度会明显上升，这是由于气流速度增加引起了颗粒之间的摩擦和碰撞，从而导致颗粒床的温度升高。
3. 流态化过程中，颗粒床呈现出了明显的膨胀和收缩现象。
当气流速度增加时，颗粒床的膨胀程度增加，床层呈现出了更加松散的状态。
而当气流速度减小时，颗粒床收缩，床层变得更加紧密。
结论，通过本次实验，我们深入了解了固体颗粒在气流中的流态化特性。
实验结果表明，气流速度对固体颗粒流态化过程有着显著影响，同时也揭示了流态化过程中颗粒床的压力、温度和膨胀收缩等重要特性。
这对于工业生产中的颗粒物料输送和处理具有一定的指导意义。
实验改进和展望，在今后的实验中，我们可以进一步研究不同颗粒物料的流态化特性，探讨影响流态化过程的更多因素，以及优化流态化实验装置，提高实验数据的准确性和可靠性。
通过本次实验，我们对固体流态化的特性和规律有了更深入的认识，这对于相关领域的研究和应用具有一定的参考价值。
流态化实验报告
一、实验目的1. 观察并理解固体流态化现象。
2. 测定床层的堆积密度和空隙率。
3. 研究流体通过颗粒床层时的压降与空塔气速的关系，并确定临界流化速度。
4. 了解流化床流动特性的差异，如聚式流化和散式流化。
5. 掌握流化床流动特性的实验研究方法。
二、实验原理固体流态化是指流体通过固体颗粒床层时，在一定的流速范围内，固体颗粒能够悬浮在流体中自由运动，表现出类似流体的性质。
当流速低于某一临界值时，颗粒呈静止状态，称为固定床；当流速超过临界值时，颗粒开始运动，床层呈现流态化状态。
流态化实验主要研究以下关系：1. 床层的堆积密度和空隙率：通过测定床层高度和床层体积，计算堆积密度和空隙率。
2. 压降与空塔气速的关系：通过测定流体通过床层时的压降和空塔气速，绘制流化曲线，确定临界流化速度。
3. 流化床流动特性的差异：观察聚式流化和散式流化的现象，分析其差异。
三、实验装置与材料1. 实验装置：流化床实验装置，包括气体流量计、压差计、温度计、气体分布板、石英砂床层等。
2. 实验材料：石英砂颗粒，空气或水。
四、实验步骤1. 准备实验装置，检查各部件是否正常。
2. 将石英砂颗粒倒入床层，调整床层高度，测量床层体积和首次静床高度。
3. 打开电源，启动风机，调节气体流量，从最小刻度开始，逐步增加流量，同时记录空气流量、空气温度、床层压降等上行原始数据。
4. 继续调节气体流量，从上行的最大流量开始，逐步减少流量，直至最小流量，记录相应的下行原始数据。
5. 测量结束后，关闭电源，再次测量经过流化后的静床高度，比较两次静床高度的变化。
6. 重复以上步骤，进行多次实验，确保数据的准确性。
五、实验结果与分析1. 床层的堆积密度和空隙率：通过测量床层体积和首次静床高度，计算堆积密度和空隙率。
结果显示，床层的堆积密度约为1.5 g/cm³，空隙率约为0.45。
2. 压降与空塔气速的关系：通过绘制流化曲线，确定临界流化速度。
结果显示，临界流化速度约为0.6 m/s。
第三章 第5节 固体流态化技术.ppt
4、恒定的压降
流化床的重要优点
流化床床层压降 =（重量-浮力）/单位床截面积
P
m
Ap
(p
)g
流化阶段，压降与气速无关，始终保持定值
ΔP
固定床
流化床 C
B A
¢ 起始流化速度 表观速度 流体通过颗粒床层的压降
带出开始
u D（带出速度）
推导：
流化床阶段，近似认为颗粒处于动态平衡。
即：总曳力 总重力总浮力
p f A Fg Fb AL(1 )( s )g
p f L
(1 )( s )g
气 固流化床： s
p f L
(1 )s g
p f LA(1 )s g / A mg / A
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。
比较沉降速度
结论：ut 100 umf
ut
dp2(p 18
)g
（与上式相似）
如颗粒直径相差 6 倍以上，当大颗粒起动，而小颗粒已
被带走；公式不适用于粒径变化很大的颗粒床层。此公
式计算的 umf 偏差较大（±34%），实际 umf 应以实验测 定值为准；但公式提供了影响 umf 的变量，当实验条件 与操作条件不同时，可用来对实验结果进行修正。
固定床阶段 流化床阶段 颗粒输送阶段
床层不动 u1 ut
u1 ut开始悬浮
，u1
u
，u1
ut
u1 ut颗粒带走
(a)固定床
(b)流化床
(c)气力输送
此时流体的真正速 度 u < 颗粒的沉降 速度u0
化工原理第八章固体流态化
或
式中: u0 —ξ—= Cd分2 布阻板力小系孔数气（速当开孔率≤10 % 查图 6-12 P334）
为了增大△P干, 工业上常在开孔率一定下（0.4~1.4 %）, 采用小孔布 气
2. 内部构件: 3. 型式: 挡网、档板 4. 作用: ① 抑制气泡成长和产生大气泡（“腾涌流化”） 5. ② 减小返混程度 6. ③ 增强两相接触 7. 粒度分布: 8. 主要影响临界流化速度umf及操作弹性比ut /umf，床层膨胀比L /Lmf及床层压降△P 9. 因此: 工业中常用小直径且粒径分布较宽的颗粒进行流化作业，粉粒可在其中起“润滑”
, ut , dp表示事出颗粒最小粒 径
3. 操作范围: （ut/umf）—— 亦可称操作弹性 比对于微细颗粒: 当 Rep<1 时，
对于大颗粒: 当 Re>1000 时，ξ = 0.44
1-4. 流化过程的主要影响因素 1. 分布板结构形式（开孔率、孔径等）作用: ① 支承颗粒、防止漏料 ② 使气体均匀分布 ③ 分散气流，形成小气泡 要求: 分布板的干板压降足够大(≥3.5Kpa)以保障气体的均布(或△P干 / △P总≥10 %)
关系: 气体的放（吸）热 = 固体颗粒吸（放） 热
在微分床层高度dH内: 故:
即: 以
对H作图, 由斜率
G —— 质量流速 Kg/m2·s at —— 单位体积床层颗粒比表面
可求得α值
b.非定态法 假定: ① 任一时刻床层中气体温度等于其离开床层时温度（Tf离 = Tf1）
② 床层中任一时刻τ的颗粒温度Ts分布均匀，但随时间变化。 ③ 无热损失。（床层表面不散失热量）
第八章 固体流态化
第一节 流化（固体流态化）
4.1固体流态化
聚式与散式流态化的判断：
气-固流态化与液-固流态化并不是区分聚式与散式流态化 的唯一依据，在一定的条件下气-固床可以呈现散式流态 化(密度小的颗粒在高压气体中流化)或者液-固床呈现聚 式流态化(重金属颗粒在水中流化)行为。 根据流-固两相的性质及流化床稳定性理论，B.Bomero 和 I.N.Johanson 提出了如下的准数群判据：
Fr mf Re p mf p L mf D 100
散式流态化 聚式流态化
Fr mf Re p mf p L mf D 100
Fr mf u 2 g d p mf
⒉聚式流态化 （Aggregative fluidization）：
鼓泡 流态化
特征：ρs ＞＞ρ，形成气泡，长大并破裂，床层波动剧烈， 膨胀程度不大，上界面起伏不定。 颗粒分布不均匀，床层呈现两相结构，即颗粒浓度与空隙率 分布较均匀且接近初始流化状态 的连续相(乳化相)和以气泡形式 夹带着少量颗粒穿过床层向上运 动的不连续相(气泡相)。 一般出现在流-固两相密度差较 大的体系，如气-固流化床。
4.3 固体流态化(Fluidization)
一、流化床的不同阶段
⒈固定床阶段：
空床气速（表观速度）u低； 实际流速um＜沉降速度ut； 颗粒静止不动，床层高度不变
⒉流化床阶段：
表观速度u→曳力＞重力，床层 开始流化→床层空隙率ε↑； 实际流速um= 颗粒沉降速度ut 时，流化状态达到极限，颗粒悬 浮于流体中，形成流化床； 颗粒彼此脱离，做不规则运动， 但不脱离床层，床层有明显上界 面。
临界流化条件下的弗鲁德数，D为床径
三、流化床的主要特性
⒈类似于液体的特性：
固体流态化实验_2
实验十一 固体流态化实验一、实验目的1.观察散式和聚式流态化现象；2.测定液固与气固流态化系统中流体通过固体颗粒床层的压降和流速之间的关系。
二、基本原理流体（液体或气体）自下而上通过一固体颗粒床层, 当流速较低时流体自固体颗粒间隙穿过, 固体颗粒不动；流速加大固体颗粒松动, 流速继续增大至某一数值, 固体颗粒被上升流体推起, 上下左右翻滚, 作不规则运动, 如沸腾状, 此即固体流态化。
液固系统的流态化, 固体颗粒被扰动的程度比较平缓, 液固两相混合均匀, 这种流化状态称为“散式流态化”；气固系统的流态化, 由于气体与固体的密度差较大, 气流推动固体颗粒比较困难, 大部分气体形成气泡穿过床层, 固体颗粒也被成团地推起, 这种流化状态称为“聚式流态化”。
流态化床层的压降可由下式表达:g L P s )1)((ερρ--=∆对于球形颗粒, 起始流化速度（又称临界流速）可由下式表达:μρρg d u s p mf )(00059.02-=以上两式中: L ——床层高度, m ；ρs ——固体颗粒密度, kg/m3；ρ——流体密度, kg/m3；ε——床层空隙率；g——重力加速度, m/s2；dP——固体颗粒平均直径, m；μ——流体粘度, N·s/m2。
由以上两式可知, 影响流化床层和起始流化速度的因素主要为床层高度、流体与颗粒的密度、颗粒空隙率和颗粒尺寸、流体粘度等。
另外可根据佛鲁德准数（判断两种流化状态, （Fr）mf小于1时为散式流态化, 大于1时为聚式流态化。
上述各关系可以通过实验进行验证。
三、实验装置实验装置流程见附图所示, 分液固和气固两种流化床, 均为矩形透明有机玻璃结构, 床层横截面积尺寸为150×20mm, 分布板上放置约1公斤φ575μm玻璃球固体颗粒。
液固系统的水由旋涡式水泵自塑料水箱抽取经转子流量计送入流化床底部, 床层压降由倒置的U型管压差计计量, 流经床层的水由顶部溢流槽流回水箱。