最新化工原理上册天津大学柴诚敬29-30学时
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16
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
速
流化床阶段
增
稀相输送床阶段
加
动画19
17
一、流态化现象
图3-31 不同流速时床层的变化
18
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”。
23
一、流化床的压降
1. 理想流化床
图3-33 理想情况下Δp-u关系曲线
24
一、流化床的压降
2. 实际流化床
图3-34 气体流化床实际Δp-u关系曲线
25
二、流化床的不正常现象
1.腾涌现象
图3-35 腾涌发生后Δp-u关系曲线
26
二、流化床的不正常现象
2. 沟流现象
图3-36 沟流发生后Δp-u关系曲线
39
三、密相输送
图3-42 脉冲式密相输送
40
练习题目
思考题 1．一个完整的过滤操作周期包括哪几部分？ 2. 试分析提高回转真空过滤基转速的利弊。 3. 理想流化床和实际流化床的差别主要是什么？ 4. 流体与固体颗粒之间的相对运动可分为几种 情况。
流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称 为流化数。
32
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 （自学）
33
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 3.4.4 气力输送简介
34
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。
35
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。
10
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 离心机 3.3.1 一般概念
11
一般概念
离心机 离心机是利用惯性离心力分离非均相混合物
的机械。它既可用于沉降操作，也可用于过滤操 作。
12
一般概念
离心机的分类
分离方式
过滤式 沉降式 分离式
间歇式 操作方式
连续式 立式
转鼓轴线的方向 卧式
13
一般概念
分离因数
常速离心机 高速离心机 超速离心机
Kc 3103 3103Kc5104 Kc 5104
14
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.3 离心机 3.3.1 一般概念 3.3.2 离心机的结构与操作简介（自学）
三足式离心机动画18
15
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念
30
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。
31
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 ut /u mf 91.7
对大颗粒
ut /u mf 8.62
36
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
R Gs 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。
37
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
27
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
28
三、流化床的操作范围
可得到如图3-34的曲线
临界流 化速度
29
三、流化床的操作范围
经验关联式计算：
对于小颗粒
umf
dp2(s )g 1650
对于大颗粒
u2mf
dp(s )g 24.5
具有液体的某些性质
21
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 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
22
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性
散式流化 19
二、两种不同流化形式
聚式流化
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
20
三、流化床的主要特点
θ ψT 60ψ n
浸没度
代入恒压过滤方程，得每小时所得滤液体积， 即生产能力为：
Q 6 0 n V 6 0 [6 0 K A 2 ψ n V e 2 n 2 ) V e n ]
9
二、连续过滤机的生产能力
当滤布阻力可以忽略时， Ve=0，则上式简化为：
Q60n KA260ψ 465AKnψ n
38
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。
化工原理上册天津大学柴 诚敬29－30学时
滤饼的洗涤
洗涤滤饼的目的是回收滞留在颗粒缝隙间 的滤液，或净化构成滤饼的颗粒。
洗涤速率 单位时间内消耗的洗水容积
wk.baidu.com
洗涤时间
dV
( d
)W
W
VW
(dV d
)W
2
二、连续过滤机的生产能力
在一个过滤周期内，转筒表面上任何一块过 滤面积所经历的过滤时间均为：
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
速
流化床阶段
增
稀相输送床阶段
加
动画19
17
一、流态化现象
图3-31 不同流速时床层的变化
18
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”。
23
一、流化床的压降
1. 理想流化床
图3-33 理想情况下Δp-u关系曲线
24
一、流化床的压降
2. 实际流化床
图3-34 气体流化床实际Δp-u关系曲线
25
二、流化床的不正常现象
1.腾涌现象
图3-35 腾涌发生后Δp-u关系曲线
26
二、流化床的不正常现象
2. 沟流现象
图3-36 沟流发生后Δp-u关系曲线
39
三、密相输送
图3-42 脉冲式密相输送
40
练习题目
思考题 1．一个完整的过滤操作周期包括哪几部分？ 2. 试分析提高回转真空过滤基转速的利弊。 3. 理想流化床和实际流化床的差别主要是什么？ 4. 流体与固体颗粒之间的相对运动可分为几种 情况。
流化床实际操作速度与临界流化速度的比值称 为流化数。
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第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 （自学）
33
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性 3.4.3 流化床的浓相区高度与分离高度 3.4.4 气力输送简介
34
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。
35
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。
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第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.2 离心机 3.3.1 一般概念
11
一般概念
离心机 离心机是利用惯性离心力分离非均相混合物
的机械。它既可用于沉降操作，也可用于过滤操 作。
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一般概念
离心机的分类
分离方式
过滤式 沉降式 分离式
间歇式 操作方式
连续式 立式
转鼓轴线的方向 卧式
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一般概念
分离因数
常速离心机 高速离心机 超速离心机
Kc 3103 3103Kc5104 Kc 5104
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第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.3 离心机 3.3.1 一般概念 3.3.2 离心机的结构与操作简介（自学）
三足式离心机动画18
15
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念
30
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。
31
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 ut /u mf 91.7
对大颗粒
ut /u mf 8.62
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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
R Gs 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。
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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
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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
28
三、流化床的操作范围
可得到如图3-34的曲线
临界流 化速度
29
三、流化床的操作范围
经验关联式计算：
对于小颗粒
umf
dp2(s )g 1650
对于大颗粒
u2mf
dp(s )g 24.5
具有液体的某些性质
21
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 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
22
第三章、非均相混合物 分离及固体流态化
3.4 固体流态化 3.4.1 流态化的基本概念 3.4.2 流化床的流体力学特性
散式流化 19
二、两种不同流化形式
聚式流化
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
20
三、流化床的主要特点
θ ψT 60ψ n
浸没度
代入恒压过滤方程，得每小时所得滤液体积， 即生产能力为：
Q 6 0 n V 6 0 [6 0 K A 2 ψ n V e 2 n 2 ) V e n ]
9
二、连续过滤机的生产能力
当滤布阻力可以忽略时， Ve=0，则上式简化为：
Q60n KA260ψ 465AKnψ n
38
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。
化工原理上册天津大学柴 诚敬29－30学时
滤饼的洗涤
洗涤滤饼的目的是回收滞留在颗粒缝隙间 的滤液，或净化构成滤饼的颗粒。
洗涤速率 单位时间内消耗的洗水容积
wk.baidu.com
洗涤时间
dV
( d
)W
W
VW
(dV d
)W
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二、连续过滤机的生产能力
在一个过滤周期内，转筒表面上任何一块过 滤面积所经历的过滤时间均为：