顆粒與流體間的相對流動-文庫吧資料
2025-05-06 18:18本頁面
【正文】 。 ? 康采尼或歐根公式可知 ， 床層壓降受以下因素的影響：操作變量 u、 流體物性 μ和 ρ以及床層特性 ε和 a，其中受 ε的影響最大 。故有 ?若 u為流體的空管流速 ， 通過床層孔道的實際流速 ue為： ue=u/ε ?康采尼方程 : 22eeefudLph ????? ??? ? LuKp ????322 1 ????僅適用于低雷諾數(shù) [(Re)e2] ?歐根方程 :(P97)[應(yīng)用于較寬的 (Re)e范圍 ] ? 歐根方程的誤差約為 177。 (3) 固體顆粒是致密的 ， 流體通過顆粒與顆粒及顆粒與器壁的孔道流動 ， 不包括流體通過顆粒本身的毛細(xì)管孔隙的擴(kuò)散運(yùn)動 。 ? 規(guī)定 : (1) 圓筒形床層的直徑為顆粒直徑的 1020倍以上 ，在這個條件下壁效應(yīng)可以忽略 。 2. 流體通過顆粒床層的壓降 ? 流體通過顆粒床層孔道時，形成阻力的曳力是由兩方面引起的： (1)粘滯力 （ Viscous drag force），是流體流過孔道時因顆粒表面粘附流體所形成流體與流體間的摩擦力，與流體的流速成正比 (2)慣性曳力 (Inertia drag force)， 由流動的流體沖擊顆粒形成渦流的尾渦所引起的流體壓頭損耗 ， 與流體的流速的平方 (相當(dāng)于流體的動壓頭 )成正比 。 ? 流體在床層內(nèi)的流動不流暢 ， 產(chǎn)生的旋渦數(shù)目要比在直徑與床層相等的空管中流動時多很多 。 動畫 ξRep間的關(guān)系，經(jīng)實驗測定如圖 46所示 (P114) 圖 46 流體繞固體顆粒流動時 ξ Rep關(guān)系 圖中球形顆粒（ φS=1）的曲線，在不同雷諾數(shù)范圍內(nèi)可用公式表示如下： (1) 滯流區(qū)（ Rep 1）： (2) 過渡區(qū)（ 1 Rep 500）： pRe24??p??(3) 湍流區(qū)（ 500 Rep 2 105） : ξ= (4) 邊界層內(nèi)為湍流區(qū)（ Rep 2 105） ξ= 二、流體通過顆粒床層的流動 食品工業(yè)中 ， 最常見的流體通過顆粒床層的流動操作有： （ 1） 固定化酶反應(yīng)： 流體 （ 如淀粉溶液等 ） 通過固定床反應(yīng)器進(jìn)行 ， 此時組成固定床的顆粒表面載有酶制劑； （ 2） 過濾： 懸浮液 （ 如果汁 、 蔬菜汁及葡萄糖和味精生產(chǎn)中的含晶液體等 ） 的過濾 ， 此時可將由懸浮液中所含的固體顆粒形成的濾餅看作固定床 ，濾液通過顆粒之間的空隙流動 。 ? 工程上大都將形體曳力和表面曳力合在一起，即研究總曳力，并用下式表示： 22uAF pD ???(2) 曳力系數(shù) ? 流體沿一定方位繞過形狀一定的顆粒時，影響曳力的因素可表示為： ),( ??uLfF D ?? 其中 L為顆粒的特征尺寸，對于光滑球體， L 即為顆粒的直徑 ds。經(jīng)分析，得固體表面上所受的總曳力?？杉僭O(shè)顆粒靜止，流體以一定的速度對之作繞流；或流體靜止，顆粒在流體中運(yùn)動，分析流體對顆粒的作用力。 流體與顆粒間的相對運(yùn)動 一、流體繞過顆粒的流動 (一 )、 流體繞顆粒的流動狀態(tài) (1) 理想流體繞流 (2) 實際流體繞流 圖 44 流體繞球形顆粒的流動 (二 )、流體繞顆粒流動時的作用力 ? 在流體與顆粒組成的非均相物系中，流體與顆粒間的相對運(yùn)動有 三種 ： ； ； ，但二者之間維持一定的相對速度。 則這些虛擬細(xì)管的當(dāng)量直徑 de為 : 流體流動濕潤的周邊流道的截面積?? 4ed ad e )1(4????影響床層通道特性的因素： 與床層顆粒的特性有關(guān)。 (4)床層通道特性 ? 固體顆粒堆積所形成的孔道的形狀是不規(guī)則的 、 細(xì)小曲折的 。 (4) 床層的各向同性 ? 對于亂堆的顆粒床層，顆粒的定位是隨機(jī)的，所以堆成的床層可認(rèn)為各向同性，即從各個方位看，顆粒的堆積都是相同的。 一般顆粒尺寸越小， αb越大。 (2)床層的比表面積 ? 單位體積床層中顆粒的表面積稱為床層的比表面積。 ?一般顆粒床層
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