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《第五章 顆粒的沉降與流態(tài)化ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第五章顆粒的沉降與流態(tài)化第一節(jié)概述第二節(jié)顆粒的沉降運動第三節(jié)沉降分離設備第四節(jié)固體流態(tài)化技術第五節(jié)氣力輸送第一節(jié)概述本章考察流固兩相物系中固體顆粒與流體之間的相對運動流體相對顆粒的流動流體繞過顆粒的流動顆粒在流體中的流動流體通過顆粒床層的流動過濾重力沉降離心沉降機械分離固體顆粒與流體間的相對運動在化工生產(chǎn)中的應用有：（1）兩相物系的沉降分離—重力沉降、離心沉降（2）流固相之間進行的物理-化學過程—固體物料的干燥、粉狀礦物的焙燒、催化反應（3）固體顆粒的流動運輸流固兩相物系內(nèi)的相對運動規(guī)律是上述各過程設計計算的基礎本章重點：顆粒沉降速度與沉降設備計算本章難點：流化床的主要特性第二節(jié)
2、顆粒的沉降運動●流體對固體顆粒的繞流●靜止流體中顆粒的自由沉降●沉降速度的討論與應用單顆粒（或充分分散、互不干擾的顆粒群）在流體中自由沉降時所受合力為：合力為零時，加速度為零，顆粒與流體之間將保持一個穩(wěn)定的相對速度。FDFgFb一.流體對固體顆粒的繞流曳力FD：流體對顆粒的作用力顆粒與流體無相對運動則無曳力存在，而浮力始終存在；當流體對固體顆粒作繞流運動時，顆粒就受到流體的曳力?？傄妨εc流體的密度、粘度、流動速度有關，同時受顆粒形狀的影響，問題較為復雜。至今，只有幾何形狀簡單的少數(shù)例子獲得曳力的理論計算式，例如粘性流體對圓球的低速繞流（爬流Re<2）。曳力FD：流體對顆粒的作用力
3、Ap取顆粒最大投影面積，ReP中的dp取體積當量直徑。阿侖區(qū)（過渡區(qū)）牛頓區(qū)：與Rep無關，相當于阻力平方區(qū)斯托克斯區(qū)（層流區(qū)）二、靜止流體中顆粒的自由沉降物理學自由落體不考慮阻力，顆粒沉降必須考慮阻力。化工中感興趣的是小顆粒，不能忽略阻力。力與運動關系——牛頓第二定律場力F曳力FDFDFgFb即對球形顆粒所以顆粒的凈重曳力項重力場中：沉降的加速階段與等速階段小顆粒開始時加速，隨著下降速度的不斷增加，曳力項逐漸增大，加速度逐漸減小。當下降速度增至一定值時，曳力等于顆粒在流體中的凈重，此時加速度等于零，顆粒將以速度ut勻速繼續(xù)下降。ut稱為顆粒的沉降速度或終端速度。小顆粒的加速階段
4、很短，可以忽略，近似認為以ut下降。顆粒的凈重曳力項沉降階段包括兩個過程：加速階段與勻速階段，終端速度為勻速沉降速度ut。tuut加速段勻速段三、沉降速度的討論與應用1、沉降速度計算公式（重力場中）即（1）顆粒直徑小，處于斯托克斯定律區(qū)將代入，（2）顆粒直徑較大，處于牛頓定律區(qū)討論：⑴⑵對的討論：氣體液體先冷卻后除塵先除塵后冷卻溫度對粘度的影響大，小氣體基本無影響，總是小量；液體要考慮10倍的影響左右dp影響最大，平方關系2、流體流動的方向與顆粒運動流體作水平運動顆粒運動軌跡流體向上運動懸浮↑上浮↓下沉·uut3、沉降速度公式的應用⑴用顆粒沉降速度ut測顆粒直徑dp；見P147例
5、5-1⑵用顆粒沉降速度ut測流體粘度μ；見P147例5-24、其它因素對沉降速度的影響⑴干擾沉降：⑵端效應：由于干擾作用，實際沉降速度小于自由沉降速度。由于端效應，實際沉降速度小于自由沉降速度。⑷液滴、氣泡運動：大液滴由于變形使曳力增大。⑸流體分子熱運動：直徑很小的顆粒受此影響。⑶非球形顆粒：ξ非球形＞ξ球形，沉降速度減小。球形度越小，沉降速度越?。活w粒的位向?qū)Τ两邓俣纫灿杏绊?。第三?jié)沉降分離設備沉降分離設備重力沉降離心沉降重力沉降設備1、降沉室2、增稠器3、分級器離心沉降設備1、旋風分離器2、轉(zhuǎn)鼓式離心機沉降分離的基礎是懸浮物系中的顆粒在外力作用下的沉降運動1、降塵室：1籍重力
6、沉降以除去氣流中的塵粒的設備一、重力沉降設備顆粒沉降時間氣流停留時間BqVu0uLH顆粒在降塵室中的運動結論：降塵室的處理能力只取決于其底面積而與高度無關（可采用扁平形狀，多層隔板；廢水處理用斜板、斜管）設計型計算：計算公式：A（ut）已知任務操作型計算：已知設備條件A及操作條件求操作結果或已知設備條件A及操作結果核算處理能力解題時可以先假定處在斯托克斯區(qū)，按斯托克斯公式計算ut，再驗Re值是否在stokes區(qū)范圍；否則用牛頓區(qū)公式求解，再驗Re值。解題步驟及注意點：求解沉降速度ut原則上用試差法，聯(lián)立兩式可得：例：擬采用降塵室除去常壓爐氣中的球形塵粒。降塵室的寬和長分別為2m和
7、6m,氣體處理量為1標m3/s，爐氣溫度為427℃，相應的密度ρ=0.5kg/m3，粘度μ=3.4×10-5Pa.s，固體密度ρS=400kg/m3操作條件下，規(guī)定氣體速度不大于0.5m/s，試求：1．降塵室的總高度H，m；2．理論上能完全分離下來的最小顆粒尺寸；3.粒徑為40μm的顆粒的去除百分率；4.欲使粒徑為10μm的顆粒完全分離下來，需在降塵室內(nèi)設置幾層水平隔板？解：1）降塵室的總高度H2）理論上能完全除去的最小顆粒尺寸用試差法由ut求dp,min。假設沉降在斯托克斯區(qū)B
