固定床内的流体流动

7.1.1 固定床内的流体流动

1. 床层空隙率

固定床床层是由许许多多的催化剂颗粒堆积而成的，床层空隙率是表征床层结构的主要参数。

固定床中同一横截面上的空隙率是不均匀的。

对粒度均一的颗粒构成的固定床，在距器壁1～2倍顆粒直径处，ε最大，而床层中心ε较小，如图7.1。

器壁的这种影响,称为壁效应。

对拉西环，鲍尔环等非球形颗粒所充填的床层，同一截面上的ε值，除壁效应影响可及的范围外，都是均匀的；

对球形或圆柱形颗粒，ε值除壁效应可及的范围外，还在一平均值上下波动。(见图7.1)

床层直径与颗粒直径之比越大，ε的分布越均匀，通常所指的床层空隙率是指床层平均空隙率。

空隙率径向分布不均匀，引起流速在径向上分布也不均匀，流速不均匀，引起床层内传质、传热不均匀，停留时间不均匀，必定影响反应的结果，为了

消除这种影响，。

2．床层压降

流体流过固定床所产生的压力降来自两个方面：

一是流体与颗粒表面之间的摩擦——层流

二是流体流动过程中颗粒间孔道截面积突然扩大和收缩及流体对颗粒的撞击和流体的再分布——高流速及薄层床中

式中：ds——比表面积相当直径

u

——空床平均流速

o

f——摩擦系数, f =

当Re<10 层流, f≈150/Re

当Re>1000 湍流, f≈1.75

∴对ΔP影响最大的是ε和u

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