南昆明理工大学化学工程学院固体流态化演示化工原理实验中心
化工原理实验中心 昆明理工大学化学工程学院 固体流态化演示
南使颗粒状物料与流动的气体或液体相接触，并在流体作用下呈现出类似于流体的状态，这就是固体流态化工业上粉粒状物料的输送、混合、涂层、换热、干燥、吸附、殿烧和气一固反应等过程中都广泛地应用了流态化技术。化工原理实验中心
化工原理实验中心 使颗粒状物料与流动的气体或液体相接触，并在流 体作用下呈现出类似于流体的状态，这就是固体流态化。 工业上粉粒状物料的输送、混合、涂层、换热、干燥、 吸附、煅烧和气-固反应等过程中都广泛地应用了流态化 技术
一、实验目的①观察聚式、散式流态化的实验现象；学会流体通过颗粒层时流动特性的测量方法：③测定临界流化速度，并作出流化曲线图。化工原理实验中心
化工原理实验中心 一 、实验目的 ① 观察聚式、散式流态化的实验现象； ② 学会流体通过颗粒层时流动特性的测量方法； ③ 测定临界流化速度，并作出流化曲线图
二．基本原理①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，如图（气体或液体气体或液体气体或液体bc流态化过程的几个阶段化工原理实验中心a-固定床：b-流化床：c-输送床
化工原理实验中心 二．基本原理 ① 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，如图 气体或液体 a 气体或液体 b 气体或液体 c 流态化过程的几个阶段 a-固定床；b-流化床；c-输送床
南2固体流态化的分类流态化按其性状的不同可以分成两类，即散式流态化和聚式流态化。聚式流化床中有以下两种不正常现象：a.腾涌现象：如果床层高度与直径的比值过大，气速过高时，就容易产生气泡的相互聚合，在气泡直径长大到与床径相等时，就将床层分成几段，床内物料以活塞推进的方式向上运动，这即1(是腾涌，又称节涌。>1(气体液体b.沟流现象：在大直径床层中，由于颗粒堆积不匀或气体初始ba分布不良，大量气体经过局部地区的通道上升，而床层的其余部散式流态化和聚式流态化分仍处于固定床阶段而未被流化。a-散式流化床：b-聚式流化床化工原理实验中心
化工原理实验中心 ② 固体流态化的分类 流态化按其性状的不同可以分成两类，即散式流态化和聚式流态化。 液体 a 气体 b 散式流态化和聚式流态化 a-散式流化床；b-聚式流化床 聚式流化床中有以下两种不正常现象： a. 腾涌现象：如果床层高度与直径的比值过大，气速过高时， 就容易产生气泡的相互聚合，在气泡直径长大到与床径相等时， 就将床层分成几段，床内物料以活塞推进的方式向上运动，这即 是腾涌，又称节涌。 b. 沟流现象：在大直径床层中，由于颗粒堆积不匀或气体初始 分布不良，大量气体经过局部地区的通道上升，而床层的其余部 分仍处于固定床阶段而未被流化
③流化床压降与流速关系床层一旦流态化，全部颗粒处于悬浮状态。取床层作为主体，忽略流体与容器壁面间的摩擦力，对主体作力的衡算，则ApA=m,g +mg其中m, =(AL- m-)pPp引用广义压力概念，整理得s(Pp-p)g△F=Ap-Lpg =APp化工原理实验中心
化工原理实验中心 ③ 流化床压降与流速关系 床层一旦流态化，全部颗粒处于悬浮状态。取床层作为主体， 忽略流体与容器壁面间的摩擦力，对主体作力的衡算，则 s l pA m g m g 其中 ( ) s l p m m AL 引用广义压力概念，整理得 ( ) s p p m p L g g A
南④流化床压降与流速关系图中AB段为固定床阶段，由于流体在此阶段流带出开始速较低，通常处于层流状态，广义压差与表观速度的复一次方成正比，因此该段为斜率等于1的直线。图中A'B段表示从流化床回复到固定床时的广义压差变化N周定床流化床输送床关系，由于颗粒由上升流体中落下所形成的床层较人起始流化速度带出速度工装填的疏松一些，因而广义压差也小一些，故ABIgu线段处在AB线段的下方。图中CD段向下倾斜，表示流化床压力降与气速关系此时由于某些颗粒开始为上升流体所带走，床内颗粒量减少，平衡颗粒重力所需的压力自然不断下降，直至颗粒全部被带走。化工原理实验中心
化工原理实验中心 ④ 流化床压降与流速关系 固定床 流化床 A A' B C D 带出开始 起始流化速度 带出速度 lgu lgΔΓ 输送床 流化床压力降与气速关系 图中AB段为固定床阶段，由于流体在此阶段流 速较低，通常处于层流状态，广义压差与表观速度的 一次方成正比，因此该段为斜率等于1的直线。图中 A’B段表示从流化床回复到固定床时的广义压差变化 关系，由于颗粒由上升流体中落下所形成的床层较人 工装填的疏松一些，因而广义压差也小一些，故A’B 线段处在AB线段的下方。图中CD段向下倾斜，表示 此时由于某些颗粒开始为上升流体所带走，床内颗粒 量减少，平衡颗粒重力所需的压力自然不断下降，直 至颗粒全部被带走
三、实验装置及演示操作要求1实验前的准备工作·熟悉实验装置及流程。2实验数据的测定n·测定流量、床层高度和固体流态化装置流程图压差。1-风机：2-调节阀：3-转子流量计：4-U型压差计：5-分布板：6-均布器：7-水泵：8-水箱：9-标尺化工原理实验中心
化工原理实验中心 三、实验装置及演示操作要求 1 2 3 4 5 6 7 8 9 固体流态化装置流程图 1-风机；2-调节阀；3-转子流量计；4- U型压差计；5-分布板；6-均布器； 7-水泵；8-水箱；9-标尺 1 实验前的准备工作 • 熟悉实验装置及流程。 2 实验数据的测定 • 测定流量、床层高度和 压差
四演示操作①检查装置中各个开关及仪表是否处于备用状态。②用木棒轻敲床层，使固体颗粒填充紧密，测定静床高度。③启动风机或泵，将调节阀调至较小流量，记录压差计和流量计读数变化。观察床层高度变化及临界流化状态时的现象。④由大到小改变气或液量（注意，不要带出床层内的固体颗粒），重复步骤3，注意操作要平稳细致。③关闭电源，测量静床高度，比较两次静床高度的变化。化工原理实验中心
化工原理实验中心 四．演示操作 ① 检查装置中各个开关及仪表是否处于备用状态。 ② 用木棒轻敲床层，使固体颗粒填充紧密，测定静床高度。 ③ 启动风机或泵，将调节阀调至较小流量，记录压差计和流量 计读数变化。观察床层高度变化及临界流化状态时的现象。 ④ 由大到小改变气或液量（注意，不要带出床层内的固体颗 粒），重复步骤3，注意操作要平稳细致。 ⑤ 关闭电源，测量静床高度，比较两次静床高度的变化