临界流化速度.doc

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资源描述

1、临界流化速度冶金机械 由以上分析可见,冶金机械流态化床层中要求的最小表现流速是临界流化速度 Umf,而最大的表观速度是颗粒带出速度 ut。对冶金过程的颗粒物料输送而言, Umf则是垂直输送的理论最低速度,也是经验决定水平输送速度的重要依据。1 临界流化速度临界流化速度即床层的压降等于单位截面床层的重力,全部颗粒刚好浮起时流体的表观流速。关于临界流化速度 Umf,目前尚不能用理论公式进行精确计算,其确定方法主要有两种,一是实验测定法,即通过测定床层的压降 流速关系曲线来确定,通常采用降低流速法较精确(见图 1-2-64);二是近似计算法,即用因次分析或相似理论的方法通过实验求得经验公式进行计算。

2、下面主要介绍近似计算法。式(1-2-202)和(1-2-203)也适用于临界流化点的压降计算即. a 1rn(1一“m)_ 。产 1一“mf_HfpgUmf (1%产、即 - Ap=15mr($37+1-75imrH (1-2-205)Ap=(ps-Pg)(1-“mfOgHmf (206)令床层的压降等于单位截面床层的重力,将式(1-2-205)和(1-2-206) 合并,再在两边同乘以 d3p/p#2(1-“mf),则得1501-|m-3p#m%+1-7Tir(3P#m%)2=4( (1-2-207)(1)在颗粒雷诺数较小的情况下,即 R(p)1000 的情况下,只需考虑动能损失,式 (1-

3、2-207)左边第一项可忽略,于是(1-2-209)*2_ .Ps-PK.3Umf“1.75Pg#应用式(1-2-208)和(1-2-209)计算 Umf时,颗粒的形状系数! s和临界孔隙率的数据常常不易获得。但它们之间存在如下近似关系:13 11, ,3!mf-14将式(1-2-210)代入式(1-2-207)则得全部雷诺数范围的关系式:=(.了 )2+0.0408Xd(Ps-Pg)gPg)!/2-33.7令/$( Ps-Pg)gps$2_Ga,称为伽利略数,则Re(p)_“(33.7)2+0.0408Ga-33.7 将式(1-2-210)分别代入式(1-2-208) 和(1-2-209):

4、d(ps 二“g)g当 R(p)1000 时*mf“*mf1650$1-2-210)(1-2-211)1-2-212)(1-2-213)1-2-214)24.50“用式(1-2-211)(1-2-214)这些简化式,以常用参数如密度、粒径、气体粘度等计算所得的 u+f 具有一定的偏差。若能已知!和 e+p 以式(1-2-208)(1-2-209)计算,则所得 umf 值相对要可靠一些。必须指出,用上述关系计算混合颗粒床层的 U+f 时,只适用于粒度分布比较均匀的颗粒床层。对于非均匀颗粒床层,式中的 dp为颗粒群的平均直径 dp。但当粒度分布较宽,组成床层的两种颗粒粒径之比#6?1 时,上述关系

5、式就不适用了,因为细粉在粗颗粒的空隙中就流化了,但粗颗粒还不能悬浮起来。临界流化速度除了可以按上述公式计算外,也可进行实验测定。通过实验测出流化床回到固定床的一系列压降与流速的关系,绘出图 1-2-65 所示的流态化曲线,从曲线上可直接读取临界流化速度。实际测定时常用空气作流化介质,然后再根据实际生产条件对测定值进行修正。若令f 代表以空气为流化介质时测出的临界流化速度,则实际生产中的临界流化速度 U+f 可按下式推算:_0$a、 Ps-Pg*+f_*+f()f$Ps-“a)(1-2-205)式中 Pg-Pa-实际流化介质的密度,kg* m-空气的密度; kg*rn 二 3;-实际流化介质的粘度,Pa*s;$a空气的粘度,Pa-s 。2 颗粒带出速度通过流化床的流体速度,一方面受到 U+f 的限制,小于此值时,不能形成正常的流态化;另二 3方面又受到颗粒带出速度 Ut的制约,当流速接近 Ut时,就会有颗粒被流体夹带走。为使床层正常流态化,流体的操作流速必须大于 Umf而小于 Ut。但是,在气力输送颗粒物料时,又要求气流速度大于 Ut,这样才能顺利地进行输送。因此颗粒的带出速度 Ut是研究颗粒在气流中运动的最重要的动力学参数。图 1-2-68 颗粒在流体中的受力分析颗粒带出速度要根据流体力学原理求出。原文地址:http:/

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