气力输送流态化过程与流体特性

      气力输送流态化(简称流化)是一种使固体颗粒层(床)与通过其间而运动的气体相接触，而转变成类似流体状态，从而达到有利于进行颗粒物料流动、化学反应和热交换等工艺要求。

一、理想流化过程与似流体特性

    1.理想流态化过程 设有圆筒形容器，底部安装多孔板(筛板或气体分布板)。多孔板上堆放一层颗粒物料(即床层)。

当气体速度v较低时，经颗粒空隙流过的速度也小，颗粒填充间保持接触，仍处于静止状态，床层高度h不变，这种床称为填充层或固定床(见图1)。在固定床中，空隙率 e不变，中BF线;因空隙流通截面积不变，则空隙气速v随空塔气体速度v成正比增大，AF线;固定床中空隙通道尺寸、空隙速度都较小，则Re数很小。多为层流运动，其压损与v一次方成正比，故Δp随v。成正比增大，CF线。

      当气力输送系统中气流速度增大到一定值时，颗粒间位置稍有串动，但仍保持接触，只是床层变松略有膨胀，床层高度增至h。这时床层处于初始或临界流化状态，称为临界流化床，这时的空塔速度v称为临界流化速度。临界流化床中每个颗粒基本上为气流所悬浮，所以它的压损应等于空塔单位截面积上料层的浮重，即1中F点的Δp(=h(1-e()(p -p)g，空隙速度为F点所示的vaFo当气流速度大于v后，粒群在床层中松散开，床层增高，每个颗粒均浮动于气流之中。但有明显的上界面。这时气-固两相系统有类似于液体的流动性，即进人流化状态，这种床层称为流化床。在流化床中，床层高度随气流速度v。的增大而增高做空隙率随v成正比例增大，中FT线。由于流化床中的压损总是等于单位截面上层料的浮重，所以流化床的各阶段中，其压损均为Δp;而保持不变，中FT水平线，关于这点后面将证明H(1-;)=常数，更有助于理解。FT水平线表明空隙速度在流化床各阶段中也保持不变，这是因为各阶段中各颗粒均被气流悬浮，这个悬浮速度实质上。

     2.流化床的似液体特性，有一个比床层密度小的物块浮在床面上，如同物块浮在水面上一样，并服从阿基米德浮力定律。将容器倾斜时，床层上界面如同液体的流动性，仍保持水平。在器壁上开一个孔，气一固混合物在压力差(p-pa)作用下，从小孔流出。两个流化床 在床层高度差Δh构成的压力差作用下，经开口流到右侧最后两床层界面齐平。表示流化床中任意两点的压差 Op，可用U形压差计测定，基本上等于该两点间单位截面床层中颗粒的浮重。上述五种情况，都说明了流化床中气一固两相混合系统具有类似液体的物持性。

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