《固体流态化颗粒》PPT课件

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1、流体—固体颗粒间的运动与流态化1．本章学习目的通过本章学习能够利用流体力学原理实现非均相物系分离（包括沉降分离和过滤分离），掌握过程的基本原理、过程和设备的计算及分离设备的选型。建立固体流态化的基本概念。2.本章应掌握的内容（1）颗粒及颗粒床层特性（2）固体流态化现象注意学习对复杂的工程问题进行简化处理的思路和方法。一．混合物的分类自然界的大多数物质为混合物。混合物分为两类：1．均相混合物若物系内各处组成均匀且不存在相界面，则称为均相混合物。如溶液及混合气体属于此类。均相混合物组分的分离采用传质分离方法。2．非均相混合物由具有不同物理性质（如尺

2、寸、密度差别）的分散物质（分散相）和连续介质（连续相）所组成的物系称为非均相物系或非均相混合物。显然，非均相物系中存在相界面，且界面两侧物料的性质不同。二．非均相混合物分离方法的分类三．非均相混合物分离的目的（1）收集分散物质。例如收取从气流干燥器或喷雾干燥器出来的气体以及从结晶器出来的晶浆中带有的固体颗粒，这些悬浮的颗粒作为产品必须回收；又如回收从催化反应器出来的气体中夹带的催化剂颗粒以循环使用。再如某些金属冶炼过程中，有大量的金属化合物或冷凝的金属烟尘悬浮在烟道气中，收集这些烟尘不仅能提高该种金属的收率，而且是提炼其它金属的重要途径。（2）

3、净化分散介质。某些催化反应，原料气中夹带有杂志会影响触媒的效能，必须在气体进反应器之前清除催化反应原料气中的杂质，以保证触媒的活性。（3）环境保护与安全生产。为了保护人类生态环境，消除工业污染，要求对排放的废气、废液中的有害物质加以处理，使其达到规定的排放标准；很多含碳物质与金属细粉及空气混合会形成爆炸物，必须除去这些物质以消除爆炸的隐患。颗粒及颗粒床层的特性1.学习目的通过学习掌握确定颗粒、颗粒床层特性参数以及流体流速床层压降的计算方法。2．本知识点的重点球形颗粒和非球形颗粒的大小和特性参数的计算，特别是非球形颗粒球形度及体积当量直径的计算。

4、颗粒群粒度分布及平均粒径的计算。床层孔隙率、比表面积及压降的计算。3．本知识点的难点本知识点无难点。一．单一颗粒的特性表述颗粒特性的主要参数为颗粒的形状、大小（体积）及表面积。（一）球形颗粒不言而喻，球形颗粒的形状为球形，其尺寸由直径d来确定，其它有关参数均可表示为直径d的函数，诸如体积表面积比表面积（单位颗粒体积具有的表面积）d――球形颗粒的直径，m；S――球形颗粒的表面积，m2；V――球形颗粒的体积，m3；a――颗粒的比表面积，m2/m3。（二）非球形颗粒非球形颗粒必须有两个参数才能确定其特性，即球形度和当量直径。1．球形度φS颗粒的球形度

5、又称形状系数，它表示颗粒形状与球形的差异，定义为与该颗粒体积相等的球体的表面积除以颗粒的表面积，即φS＝式中φS――颗粒的球形度或形状系数，无因次；S――与该颗粒体积相等的球体的表面积，m2；SP――颗粒的表面积，m2。由于同体积不同形状的颗粒中，球形颗粒的表面积最小，因此对非球形颗粒，总有φS﹤1，颗粒的形状越接近球形，φS越接近1；对球形颗粒，φS＝1。2．颗粒的当量直径工程中，经常将非球形颗粒以某种“当量”的球形颗粒来代替，以使非球形颗粒的某种特性与球形颗粒等效，这一球粒的直径为当量直径。当量直径表示非球形颗粒的大小。根据不同方面的等效性

6、，通常有两种表示方法；（1）等体积当量直径颗粒的等体积当量直径为与该颗粒体积相等的直径，即de=式中de――颗粒的等体积当量直径，m；VP――颗粒的体积，m3。（2）等比表面积当量直径即与非球形颗粒比表面积相等的直径为该颗粒的等比表面积当量直径。有式中――颗粒的等比表面积当量直径，m；颗粒的等体积当量直径和等比表面积当量直径之间的关系：φsde所以说，非球形颗粒的等比表面积当量直径一定小于其等体积当量直径。用上述的形状系数及当量直径便可表述非球形颗粒的特性，即非球形颗粒的特性表3-2泰勒标准筛孔径孔径目数（英寸）μm目数（英寸）μm346810

7、1420350.2630.1850.1310.0930.0650.0460.03280.016466804699332723621651116883341748651001502002704000.01160.00820.00580.00410.00290.00210.0015295208147104745338二、颗粒群的特性工业中遇到的颗粒群可分为两类：若颗粒群是由大小不同的粒子组成的集合体，称为非均一性粒子或多分散性粒子；而将具有同一粒径的颗粒群称为单一性或单分散性粒子。显然，多分散性粒子才需讨论其粒度分布和平均参数。1．颗粒群的粒度分布

8、不同粒径范围内所含粒子的个数或质量称为粒度分布。颗粒粒度的测量方法有筛分法、显微镜法、沉降法、电感应法、激光衍射、动态光散射法等，这里介绍筛分法。筛分