最新多相流课件(第2章)教学讲义PPT.ppt

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1、多相流课件(第2章)燃烧重油时产生的颗粒（a)不完全燃烧；（b)完全燃烧1）形状指数表示单一颗粒外形的各种无因次指数颗粒形状2）形状系数表示颗粒（群）性质和具体物理现象与单元过程间的函数关系时，将与颗粒形状有关的诸因素概括为一个修正系数外形的各种无因次指数（1）体积形状系数φV(2)面积形状系数φS(3)比表面形状系数φ其中SV——颗粒比表面积，SV=S/V某些规则形状颗粒的形状系数(2)卡门（Caman)形状系数φC在研究流体通过颗粒层等流体力学问题时，需用到卡门形状系数颗粒群的卡门形状系数§

2、2－1固体颗粒的性质2、颗粒粒度及其分布颗粒粒度：表征颗粒尺寸大小的几何参数球形颗粒——直径；非球形——当量直径；非均匀尺寸——粒度分布典型颗粒尺寸:流化床内煤粒0-10mm粉煤燃烧0-100μm炭黑0-10μm1）颗粒粒度的测定（1）筛分法将固体颗粒连续通过相邻筛号的两层筛子后，残留在其间的颗粒的粒度用该两个筛号尺寸的算术平均值通常采用单位长度或单位面积上筛丝数或筛孔数表示。“目”：表示每英寸长度内的标准筛丝数，相应筛孔尺寸固定。例：400目Tyler标准筛，筛丝直径25μm,筛孔尺寸38μm

3、“孔筛”：每平方厘米筛面上孔数目例：4900孔筛，4900孔/cm2,筛孔尺寸88μm应用范围：40μm～5cm（2）沉降法测定固体颗粒在液体中的沉降速度，根据公式计算颗粒的粒度适用于细颗粒<500μm；根据不同颗粒特征（粒度、比重、可溶性、介电性等)，选用不同的液体；可在颗粒上施加不同外力：重力，离心力，电磁力，组合力场等；检测方法：重量法，光学法，光通过法，X射线法等（3）显微镜法直接观察和测量单个颗粒粒度图象技术采用经显微校准的显微镜光学显微镜：0.8-150μm电子显微镜：0.001-5

4、μm计数方法：人工，半自动，全自动等扫描电镜，可给出特征粒度、面积、周边、分布表格等（4）透过法根据流体通过填充床，流速与床层压差成线性变化原理设计所测量的是比表面积平均粒度测量范围在1-75μm（5）激光粒度测法利用颗粒群对于激光的散射特性采用Mie理论反演颗粒粒度测量范围0.005-3000μm干法：>20μm，湿法：<20μm，不同材料颗粒采用不同弥散剂2）颗粒粒度的表示方法由颗粒形状、形成过程的多样性和测定方法的多样性决定（1）单颗粒粒径的表述球形颗粒：粒径非球形颗粒：按不同用途采用不同

5、表述方式①定向径d1与颗粒运动方向相垂直的尺寸、最大定向径或面积等分定向径②多轴算术平均径d2与多轴调和平均径d2’③等面积球当量直径d3④等比面积（当量）直径d4⑤等体积当量直径d5⑥Stokes（等效）直径d6（2）颗粒群粒径的表述颗粒群各种平均粒径的计算方法颗粒群各种平均粒径的计算方法（续）各种不同方法表示的平均粒径所适应的机械、物理化学过程例子分析：气固系统中流动阻力问题当1μm1000μm时，一般属于Newton区当dp〈0.1μm时

6、，一般属于均相区在常温常压下，空气平均自由程为0.1μm左右，可见光的波长为0.5μm,三者具有相近的数量级（3）颗粒群的粒度分布及其表示法将颗粒群按一定的粒度范围以若干级别进行排序，构成颗粒群的粒度分布①分布曲线频率分布频率分布图①分布曲线累积分布筛余累积分布筛下累积分布累积分布曲线①分布方程最简便、最完整的描述颗粒粒度方法特点：可用解析法求解各种平均粒径、比表面积等特性参数能根据很少的测定数据推出分布规律正态分布方程双参数函数：平均值d和标准偏差σ正态分布曲线方程平均粒径d=d50（中位径）

7、标准偏差σ=d50–d84.1=d15.9-d50对数正态分布方程多数工业用粉体，粒度分布不均匀，曲线会向一边偏移，具有长下摆RRB分布方程Rosin、Rammler及Bennet提出的指数函数表达式式中：R(d)——大于粒径d(μm)的累积筛余质量百分数；dT——特征粒径（μm），对某种特定颗粒，为定值；n——均匀性指数，表示粒度分布的宽窄几种常见颗粒的dT及n值在lglg100/r(d)–lgd坐标系中，RRB分布方程为直线，斜率为n;当R=(d)=36.8%时，对应的粒径即为dT；以质量为

8、基准的比表面积近似式条件：n=0.85–1.23、颗粒体流动性颗粒的流动性的影响因素：粒度，形状系数，密度，表面特征，堆积特征，填充介质，所受应力情况等颗粒的流动性关系到粉体的存储、输送、流化及加、排料设备的设计和运行（1）Carr分类法根据松散物料的性质和力学特征表征流动性能；需确定的物性参数：压缩率、铲板角、休止角、均匀度（2）Jenike分类法采用塑性开裂的概念并应用Mohr圆的方法判别流动性4、颗粒粘附性影响颗粒粘附性的主要因素（1）分子力颗粒（直径为dp)之间的分子引力F,其大小与颗粒