反應(yīng)工程課件第五章-資料下載頁(yè)
2024-09-20 20:38本頁(yè)面
【正文】 ??iii ddd2）床層的特性 （ 1）空隙率： 指催化劑床層的空隙體積與催化劑床層總體積之比，用 ε 表示。 （ 2）壁效應(yīng)： 容器的器壁產(chǎn)生的影響。 床層空隙率的大小與顆粒直徑、形狀、粒度分布、顆粒直徑與床直徑之比，以及顆粒的充填方法等有關(guān)。 固定床中同一橫截面上的空隙率是不均勻的，對(duì)于粒度均一的顆粒所構(gòu)成的床層，在與器壁距離為 0～ 1倍顆粒直徑處，空隙率最大 ，床層中心較小 （ 3）固定床當(dāng)量直徑 de de=4RH ? 式中： dS等比表面積相當(dāng)直徑 流道的潤(rùn)濕周邊流道的有效截面積Se dd ???? 132時(shí)，不計(jì)壁效應(yīng)。當(dāng)：壁效應(yīng)顆粒直徑床層直徑8ddpt ?????ptdd水力半徑 = 單相流體在固定床中的流動(dòng)及壓力降 1）流動(dòng)特性 流體在固定床中的流動(dòng)比在空管內(nèi)的流動(dòng)情況要復(fù)雜的多，是顆粒物料所組成的孔道中流動(dòng)，受粒度、粒度分布、形狀及粗糙度的影響。一般情況顆粒是隨機(jī)堆積的，床層中心處的空隙率往往比接近器壁處環(huán)形區(qū)域的空隙率小。 2）床層流體的徑向流速分布 流過(guò)床層的徑向流速分布是不均勻的。從床層中心處算起，隨著徑向位置的增大，流速增加，在離器壁的距離等于 0～ 1倍顆粒直徑處，流速最大，然后隨徑向位置的增大而降低，至壁面處為零。 3）單相流體通過(guò)固定床的壓力降 流體流過(guò)固定床時(shí)所產(chǎn)生的壓力損失主要來(lái)自三方面：一是由于 顆粒的粘滯力 ，即流體與顆粒表面間的摩擦；二是由于流體流動(dòng)過(guò)程中孔道截面積 突然擴(kuò)大和收縮 ，三是由于流體對(duì)顆粒的撞擊及流體的再分布 而產(chǎn)生。當(dāng)流體處于層流時(shí)，前者起主要作用；在高流速及薄床層中流動(dòng)時(shí)，起主要作用的是后者。 流體在固定床中的流動(dòng)，與空管中的流體流動(dòng)相似，只是流道不規(guī)則而已。故此可將 空管中流體流動(dòng)的壓力降計(jì)算公式修正后用于固定床 。 （ 1）固定床壓力降的計(jì)算： 式中： ρ —— 流體密度， dS —— 顆粒等比外表面積相當(dāng)直徑， f —— 修正摩擦系數(shù)， L —— 床層高度， u0—— 空管流速 ， ε B—— 床層空隙率。 203( 1 )BSBLuPfd??????01 5 0 11 . 7 5 R eR e 1SBduf ???? ? ? ?(2)修正摩擦系數(shù)的計(jì)算 dLuP220 ????Re1 5 01 0 0 0e103 0 0 0e2Re1 5 010e1????????fRfRfR時(shí)，過(guò)渡流，）當(dāng)（時(shí)，湍流流動(dòng)，）當(dāng)（時(shí)，滯流流動(dòng)，）當(dāng)（01 5 0 11 . 7 5 R eR e 1SBduf ???? ? ? ?化簡(jiǎn) 4）影響固定床壓力降的因素 （ 1） dt/ds的比值對(duì)壓力降的影響 dt/ds的比值不夠大時(shí)，需要考慮壁效應(yīng)對(duì)固定床壓力降的影響。 一般情況下： a、 dt/ds大于 8； b、催化床中裝有冷管，冷管間距與顆粒直徑比值小于 8時(shí)，應(yīng)計(jì)入壁效應(yīng)的影響。 （ 2）影響壓力降的其它因素 A、當(dāng)反應(yīng)器體積一定時(shí)，床層越高，截面積越小，壓力降越大。 B、床層的空隙率越大，壓力降越小。 C、顆粒的直徑越大，壓力降越小。 固定床中流體的徑向及軸向混合 引起混合的原因： （ 1）流道分岔，流體不斷發(fā)生分散和匯集。 （ 2）流體與固體的碰撞。 （ 3）化學(xué)反應(yīng)引起的熱量傳遞。 1）固定床徑向及軸向混合有效分散系數(shù) zfezffszselrferffsrserEREudEudPEREudEudP????????????????????討論： （ 1）徑向，無(wú)論氣體還是液體，當(dāng) Re大于 40時(shí)， Per=10。 （ 2）軸向，當(dāng) Re大于 40時(shí)，氣體 Pel=2，液體有一定的變化。 2）固定床反應(yīng)器中的軸向返混 sssszzzseldLLddLudEuLEEudP212????????思考題 1）固定床反應(yīng)器中，當(dāng) dt/dp大于（ ）時(shí)、可以不計(jì)壁效應(yīng)。 2） 固定床反應(yīng)器中，當(dāng)床層高度 L超過(guò)顆粒直徑 ds（ ）倍時(shí)、可以略去軸相返混的影響。 3）流體通過(guò)固定床的壓力降受那些因素的影響？ 4）流體在固定床中的流動(dòng)受那些因素的影響？ 5）什么是固定床的空隙率？空隙率的大小與那些因素有關(guān)？
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