1、临界流化颗粒冶金机械 考虑一光滑球形颗粒在冶金机械静止流体中沉降，当不考虑其他颗粒及器壁的影响时，颗粒就受到重力 Fg、流体的浮力 Fb及流体对它的阻力 Fd(当颗粒与流体发生相对运动时）三个力的作用。(见图）68)Fg=#g=jTOgFh=Fd=!dPgUg(1一/一216)(1-2-217)(1-2-218)式中us-阻力系数；-颗粒与流体的相对速度，mrs- 1。Fd的方向与颗粒的运动方向相反。颗粒向下所受的净力 F 为：F=Fg-F,-Fd(1一/一219)当颗粒所受净力 F 等于零时，颗粒就在流体中以等速度自由沉降，这个速度称为颗粒的自由沉降终速，以 UQ 表不，它等于颗粒带出速度
2、U“。令 F=0，则由式(1-2-216)(1-2-219)可得 Psg-Psg -#0 等.“! 5=02故(1-4-220)/4dP(ps-“g)gU0=!3?oPg由因次分析可知，颗粒在流体中运动的阻力系数#是颗粒雷诺数 Re(p)的函数。当颗粒以dpUoPg$沉降终速 U0 在流体中运动时，雷诺数应定义为 Re(p)Re(p)的关系如图 1-2-69 所示。由图可知，其曲线的形状十分复杂，但对球形颗粒可用下式近似表示。实验测得的固体颗粒的与图 1-2-69 阻力糸数！与颗粒雷诺数 Rey 的关系Re?P)根据图 1-2-69 中曲线的形状，可分三个区域:(1)层流区 ： 当 Re(p)
3、1000 时，式（1-2-227)与（1-2-214)之比为ut/u+f=8.61由此可见，对于细颗粒，其流化数较大，说明操作灵活性较大，而对粗颗粒，其流化数较小，说明其操作灵活性较小。【例 1-2-22】硫化锌精矿用空气进行流态化氧化焙烧。已知硫化锌精矿的密度为1800kg*m-3， 粒径范围为 75160pm，平均粒径为 dp=105pm，焙烧温度为 1000C，初始流态化时床层空隙率为 0.38。问欲使流态化床在常压下正常操作，允许空塔气速的最小值和最大值分别是多少？假定颗粒的形状系数“=1 。解由附录查得 1000C 下空气的密度为# ;=0.277:；“1，粘度为 ！ =4.90?1
4、0-5?3%。允许的最小气速即平均粒径计算的临界流化速度 ！ni f。先假定颗粒的雷诺数 Re(p)20，则由式(1-2-208)可得(“s=p)(#s-P;);_$mf!mf:-0.38验算雷诺数:150!1-$+f(1x105x10-6)2(1800-0.277)x9.810.382 -V -V150 4.90x10-5：0.0062m-s -1=pu+#；105x10 -6x0.0062x0.277R/(P)=!= 4.90x10-5 =0003720计算可行。流态化焙烧过程中，为避免夹带，最大气速不能超过最小颗粒的带出速度。因此，应以 dp： 75+计算带出速度。假定颗粒在层流区内沉降
5、，按斯托克斯公式(1-7-225) 可得_d(ps-p;)g(75x10-6)2(1800-0.277)x9.81n_iut=u0=18“= 18x4.90x10-5_0.11m.s校核流动型态：Red=75x10-6x0.11x0.277=0R(P)=“=4.90x10-5=0.4/711流化数为: L=n%17.7u#f0.0062为了考察上述操作气速下大颗粒是否能被流化起来，尚需计算粒径为 dp=160#的颗粒的临界流化速度。仍假定颗粒的雷诺数 R(p)20，由式(1-2-208)得(1X160X10“6)2(1800-0.277)x98.10.382 -,u$=X4.90X10-5xT!8=0.014m8验算雷诺数：d-u#P9160X10-6X0.014X0.277Re(-)=!= 4.90X10-4 =001320由上述计算知，最大颗粒的临界流化速度为 0.014m-s-1，小于最大颗粒的带出速度0.11m“，说明床层流态化状况良好。原文地址：http:/
