顆粒與流體間的相對流動(已修改)
2025-05-12 18:18 本頁面
【正文】 第四章 顆粒流體力學基礎與機械分離 第一節(jié) 流體繞過顆粒及顆粒床層的流動 第二節(jié) 顆粒在流體中的流動 第三節(jié) 固體流態(tài)化 第四節(jié) 非均相物系的分離 沉降 過濾 概述 ? 在化工、食品生產(chǎn)中，經(jīng)常遇到非均相混合物的分離及流動問題，其中最常見的有： ； ； 的流動（如過濾、離子交換器、催化反應器等）。 ? 上述過程均涉及 流體相對于固體顆粒及顆粒床層流動時的基本規(guī)律 以及與之有關的 非均相混合物的機械分離問題 。故本章先介紹 流體繞過顆粒、顆粒床層的流動以及顆粒在流體中的流動 。 本章重點內(nèi)容 ? 固體的流態(tài)化過程，流化床的類似液體的性質(zhì)；流化床的類型；流化過程的阻力變化； ? 重力沉降的基本原理，重力沉降速度的定義及其計算，降塵室的工藝計算； ? 離心沉降的基本原理，離心沉降速度及其計算，旋風分離器的特點及計算； ? 過濾操作的基本原理，恒壓過濾方程式及其應用，過濾常數(shù)的計算方法，常用過濾機的結(jié)構(gòu)、操作及洗滌特點、相關計算。 本章難點 ? 非球形顆粒的表示方法； ? 干擾沉降速度的計算； ? 可壓縮濾餅比阻隨壓強的變化； ? 洗滌速率與過濾速率的關系 。 第一節(jié) 流體繞過顆粒及顆粒床層的流動 顆粒及顆粒床層的特性 ? 單顆粒的特性參數(shù) ? 顆粒群 (混合顆粒 )的特性參數(shù) ? 顆粒床層的特性 流體與顆粒間的相對運動 ? 流體繞過顆粒的流動 ? 流體通過顆粒床層的流動 顆粒及顆粒床層的特性 一、 單個顆粒的性質(zhì) ? 表示顆粒大小的幾何參數(shù)：大?。ǔ叽纾?、形狀、表面積（或比表面積）。 ? 形狀規(guī)則的顆粒： 大 ?。河妙w粒的某一個或某幾個特征尺寸表示，如球形顆粒的大小用直徑 dp表示。 比表面積：單位體積顆粒所具有的表面積，其單位為 m2/m3 ，對球形顆粒為： pppd/ddVS 6632?????? 球? 形狀不規(guī)則的顆粒： (1)顆粒的形狀系數(shù)： 表示顆粒的形狀，最常用的形狀系數(shù)是球形度 Φs，它的定義式為 ： 相同體積的不同形狀顆粒中，球形顆粒的表面積最小，所以對非球形顆粒而言，總有 φ1。當然，對于球形顆粒， Φ=1。 非球形顆粒的表面積的球的表面積與非球形顆粒體積相等?s?(2) 顆粒的當量直徑： dev，即體積等于球形顆粒體積的直徑為非球形顆粒的等體積當量直徑： dea， 即比表面積等于球形顆粒比表面積 α 的直徑為非球形顆粒的等比表面積當量直徑： 316 /evVd ）（??SVdea66 ???對于非球形顆粒，若體積當量直徑為 de: esseed,dS,dV????? 6623??? 比表面積表面積體積二、 顆粒群的特性 ?粒度分布 (Particle size distributions)： 任何顆粒群中，粒度大小不等的顆粒所形成的一定尺寸分布。 ?粒度分布測定方法 ：常用篩分法，再求其相應的平均特性參數(shù)。 ?顆粒粒度 (Particle size)測量的方法 ? 篩分法 (Sieve method) ? 顯微鏡法 (Microscopic method)、 ? 沉降法 (Sedimentation)、 ? 電阻變化法 (Measuring resistance strain/variance)、 ? 光 散 射 與 衍 射 法 (Light attenuation and diffractometry)、 ? 表面積法 (Specific surface method)等等 。 注： 上述方法基于不同的原理 ， 適用于不同的粒徑范圍 ， 所得的結(jié)果也往往略有不同 (1) 顆粒的篩分尺寸 對于工業(yè)上常見的 中等大小 的混合顆粒，一般采用一套標準篩進行測量，這種方法稱為 篩分 。 將篩分所得結(jié)果在表或圖 上表示，可直觀地表示出顆粒群的粒徑分布 : 用 表格 表示：篩孔尺寸 —— 每層篩上顆粒質(zhì)量。 用 圖表示 ：各層篩網(wǎng)上顆粒的篩分尺寸 —— 質(zhì)量分率（見上圖 ) (2)顆粒群的平均特性參數(shù)
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