实验报告
题目:测定3um石英砂临界流化速度组别:第3组日期:2016年1月26日
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f流化床临界速度的测量实验报告
一、实验目的
1)观察流态化的实验现象,学习通过颗粒床层流动特性的测量方法;2)了解测量临界流化速度的方法和仪器的使用;3)测定临界流化速度,并作出流化曲线图;
二、实验原理
流态化是一种使用固体颗粒通过与流体接触而转变成类似于流体状态的操作。近年来,这种技术发展很快,许多工业部门在处理粉粒状物料的输送、混合、涂层、换热、干燥、吸附、煅烧和气固反应过程等过程中,都广泛地应用了流态化技术。
固体流态化过程的基本概念如果流体自下而上地流过颗粒层,则根据流速的不同,会出现三种不同的阶段,如下图所示:
固定床
流化床
气力输送
流化过程的几个阶段1)固定床阶段
如果流体通过颗粒床层的表观速度(即空床速度)U较低,使颗粒空隙中流
f体的真实速度U1则小于颗粒的沉降速度Ut则颗粒基本上保持静止不动,颗粒称为固定床。2)流化床阶段
当流体的表观速度U加大到某一数值时,真实速度U1比颗粒的沉降速度Ut大了,此时床层内较小的颗粒将松动或“浮起”,颗粒层高度也有明显增大。但随着床层的膨胀,床内空隙率ε也增大,而U1Uε,所以,真实速度U1随后又下降,直至降到沉降速度Ut为止。也就是说,在一定的表观速度下,颗粒床层膨胀到一定程度后将不再膨胀,此时颗粒悬浮于流体中,床层有一个明显的上界面,与沸腾水的表面相似,这种床层称为流化床。因为流化床的空隙率随流体表观速度增大而变化,因此,能够维持流化床状态的表观速度可以有一个较宽的范围。实际流化床操作的流体速度原则上要大于起始流化速度,又要小于带出速度,而这两个临界速度一般均有实验得出。3)颗粒输送阶段
如果继续提高流体的表观速度U,使真实速度U1大于颗粒的沉降速度Ut,则颗粒将被气流带走,此时床层上界面消失,这种状态称为气力输送。2、固体流态化的分类
流化床按其性状的不同,可以分为两类,即散式流态化和聚式流态化。散式流态化一般发生在液固系统,此种床层从开始膨胀直到气力输送,床内颗粒的扰动程度是平缓的加大的,床层的上界面较为清晰。聚式流态化一般发生在气固系统,这也是目前工业上应用较多的流化床形式,从开始流态化开始,床层的波动逐渐加剧,但其膨胀程度却不大。因为气体与固体的密度差别较大,气体要将固体颗粒推起来比较困难,所以只有小部分气体在颗粒间通过,大部分气体则r