固体颗粒流态化的特性与判断
第2小组头脑风暴Brainstorming
所谓固体流态化,是指利用流体的特性,使固体颗粒悬浮于流体中,或让固 体颗粒随流体流动,从而进行颗粒的输送、固体颗粒包裹、热量传递,或者进行 两相化学反应等;具有流态降在数值上也应当存在类似勺的先升后降的起伏。为什么CD段压降却像课 本曲线上所示的那样“浪稳波平”呢?
我们的回答是,每一次u的增加,必然会使得压降有类似u1先变大后减小 的变化,因为只有这样压降的变化才能与床高增加的原因吻合在一起。但在每一 次u适度增加后,压降的先增后减的变化是对时间的函数; 压降对流速u的函数。这由此暗示我们,,是每一次空床流速u 增加后,压降增减变化后最终回到稳定状态的那个压降。
D点:
流化床状态时,随着空床流速u的增加,空隙率£也随之增大,隙间流速u1
的数值逐渐逼近u。当空床流速达到一定数值时,空隙% =1,u广u= ut。这时, 若再增加空床流速u,使u> ut,颗粒将以(u—ut)的绝对速度被带出床层;因 缺乏了£的“负反馈调节”缓冲机制,颗粒将恒定地以该绝对速度“义无反顾” 的走上“不归之路”。床层上界面消失,形成输送床。
使颗粒不被带出床层的最大空床流速叫作颗粒的带出速度,即£ =1、u]=u= ut 时的空床流速。
流化床的空床流速操作范围,就是umf<.u<ut。
关于临界流化速度和带出速度的思考:
关于临界速度推导,较容易理解。通过对一定截面积上的颗粒群平衡状态受 力分析,可以得到如下等式:
△ Pb*S+p *g*Lmf*S* (1-£ mf) =g*(1-£ mf)*L*S*p p
。将该公式与欧根等式联立,即可得到关于 临界流化速度的二次方程。由于求解较为困难,可以对欧根方程进行数学近似, 从而简化消除一项。
关于具体的计算,需要先假定颗粒所处的颗粒雷诺数Rep的范围,套用此条
件下的临界流化速度计算公式,在对颗粒雷诺数Rep进行校核;如果校核不成立, 则选择其他颗粒雷诺数范围进行计算。
套用临界速度的计算公式可能会产生较大的误差,误差的来源有:
1、 利用欧根方程的数学近似消去或忽略一项。
2、 欧根方程本身不很精确。 性质。
3、 ,是统计意义上的公式;而在 没有已知条件的前提下对不同性质的两相流动囫囵吞枣地套用此公式,此两者因 素都会造成误差。
4、 其它的变化的未知因素未被考虑在公式中,被考虑的因素参数也不能极 尽精确地进行量化表达。
诸多本身具有一定不准确性的公式经过整合联立,误差有可能被进一步放 大。这些公式只是起到帮助预测和估计的作用,或者辅助人们进行定量分析。在 具体的实践工作中,一定要灵活计算,并更加注重实际测量。
对于带出速率的计算,其实就是求解特定相态下颗粒的沉降速率。在求解过 静水中的沉降速度的基础上,,我们便会更加深刻地 理解沉降速率。颗粒的绝对速度可以分解为流体速度与颗粒沉降速度的矢量和速 度。在一定的流型流体中,颗粒的沉降速率是恒定的,等于颗粒在静止流体中的 稳态时下沉速度。静水条件下,颗粒雷诺数里的相对速度u就被等价替
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