临界流化床速度实验报告Word文档格式.docx

1、浮于流体中，床层有一个明显的上界面，与沸腾水的表面相像，这类床层称为流化床。因为流化床的缝隙率随流体表观速度增大而变化，所以，能够保持流化床状态的表观速度能够有一个较宽的范围。实质流化床操作的流体速度原则上要大于开端流化速度，又要小于带出速度，而这两个临界速度一般均有实验得出。3） 颗粒输送阶段假如持续提升流体的表观速度 U，使真切速度 U1 大于颗粒的沉降速度 Ut ，则颗粒将被气流带走，此时床层上界面消逝，这类状态称为气力输送。2、固体流态化的分类流化床按其性状的不同，能够分为两类，即散式流态化和聚式流态化。散式流态化一般发生在液固系统，此种床层从开始膨胀直到气力输送，床内颗粒的扰动程度是

2、缓和的加大的，床层的上界面较为清楚。聚式流态化一般发生在气固系统，这也是当前工业上应用许多的流化床形式，从开始流态化开始，床层的颠簸渐渐加剧，但其膨胀程度却不大。因为气体与固体的密度差异较大，气体要将固体颗粒推起来比较困难，所以只有小部分气体在颗粒间经过，大多数气体则汇成气泡穿过床层，而气泡穿过床层时造成床层颠簸，它们在上涨过程中渐渐长大和互相归并，抵达床层顶部则破碎而将该处的颗粒溅散，使得床层上界面起伏不定。床层内的颗粒则极少分别开来各自运动，而多是聚结成团地运动，成团地被气泡推起或挤开。聚式流态化聚式流态化床中有以下两种不正常现象：腾浮现象 假如床层高度与直径的比值过大，气速过高时，就简单

3、产生气泡的互相聚合，而成为大气泡，在气泡直径长大到与床径相等时，就将床层分为几段，床内物料以活塞推动的方式向上运动，在达到上部后气泡破碎，部分颗粒又从头回落，这既是腾涌，又称为节涌。腾涌严重地降低床层的稳固性，负气固之间的接触情况恶化，并使床层遇到冲击，发生振动，破坏内部构件，加剧颗粒的磨损与带出。沟流现象 在大直径床层中，因为颗粒聚积不匀或气体初始分别不良，可在床内局部地方形成沟流。此时，大批气体经过局部地域的通道上涨，而床层的其他部分仍处于固定床阶段而未被流化（死床）。明显，当发生沟流现象时，气体不可以与所有颗粒优秀接触，将使工艺过程严重恶化。3、流化床压降与流速的关系流化速度定义：流化数

4、： n=U/Umf流化形成的条件和流态化的基本特点：（1）流态化是一种因为流体向上流过固体颗粒聚积的床层，使得颗粒拥有一般流体性质的现象。（2）当流体速度较低时，床层处于固定床状态，此时，流体与床层压降的关系可用Ergun公式（ Ergun，1949）表示。 Ergun 公式是流态化原理中十分重要的一个公式：P（1 ）2u（1）f u1501.75dvH3P床层压降H床高床层缝隙率流体动力粘度u表观流速dv 颗粒等体积当量直径f 流体密度当流体流速达来临界流化速度后， P 与流速的关系不再遵照 Ergun 公式。平均粒度沙粒床层的压降与气速的关系：宽筛分粒度床层的压降与气速的关系：当床料处于临

5、界流化状态时：P p（1 mf ） f mf gHmf上式与 Ergun 公式联立，并考虑颗粒球形度 s 后可得：1.753dp umff2 150（1mf ）dpumfdpf （pf ） g（s mfsmfWen C. Y. 和 Yu Y. H. 试验发现：11411代入前式获得 :d uC12C 2d）g0.5C1p mf fp即：Remf C1C2 Ar式中， C1， C2当颗粒较细， Remf较小时， Ergun 公式中的粘性力项占主导，惯性力项可忽视，即：Rep 20时umfdp2 （ pf ）g1650当颗粒较粗， Remf较大时， Ergun 公式中的惯性力项占主导，粘性力项可忽

6、视，即：Re p 1000 时dp （f ） g24.5采纳 Grace 公式（ C1=;C2=）计算获得的 Remf与压力条件下的测试结果比较符合：Grace 公式：三、实验方法实验过程中，因为测压是测的布风板以下和装置出口的压力，所以测的压力多了布风板的压力，获得的总压为： ?P=?P 布风板 +?P 物料所以，实验前先测定布风板总压 ?P 布风板 ，再测定有物料时候的总压 ?P 物料 。这样就计算出实质要测定的总压。四、实验装置和仪器实验装置主要仪器：冷态流化床实验装置，空气压缩机， U形压差管，烧杯，电子秤。五、实验步骤1、第一用烧杯称取 500g 石英砂，筛分直径为，作为实验备用；2

7、、检查实验设施的连结能否完满的；3、开始测空床布风板的压差，启动风机，调整流量到 0，稳固以后再调到 250，稳固后记录，而后依据压差差值为 250 渐渐上浮，挨次记录数据，直到调到 2500，而后再以 250 的差值往下调，调到 250，记录数据。实验重复测定三次。停止风机运转。4、测定完布风板压力后，开始装入物料。启动风机，调整流量到 0，稳固以后再调到 250，稳固后记录，而后依据压差差值为 250 渐渐上浮，挨次记录数据，并察看流化态的生成过程，展望临界点，在临界点出作微调，而后再以 250 的差值调，直到调到 2500，而后再以 250 的差值往下调，相同在临界点作微调，而后再以 2

8、50 的差值调到 250，记录数据。并记录下实验过程中出现流化态时的图片，实验重复测定三次。5，测定完物料压力后，停止运转，拿出物料，整理数据。六、实验数据1、空床压差空床流量1 组上1 组下2 组上2 组下3 组上3 组下上行均值下行均值行25030406050500707508011012010001801601401250200260220210230150031034029028033017504004203904102000520450530490510480225061063060025007407007102、物料压差加物1 组2 组3 组料流量上行下行9306506406201

9、850118012401020120011501430188017301820161015901770202019501940192021402030201021502080211023002220224022302350234523402360245024702430246025502520256025403、物料高度差800900950七、实验数据整理1，原始数据：流量计单位 m/h ，最大批程 h，温度 20（室温），流化床直径 60*5mm（ 60是外径，内径 50）， U形管里面介质是水，石英砂质量为 500g, 筛分直径为 300um。2, 因为实验的上行数据存在迟滞效应，所以所以

10、结果采纳下行数据，此中实质需要丈量的压差为：P 物料， 所以临界流化压差为 ?P 物料 =?P- ?P 布风板 ，实验数据整理以下：流量?P 下行均值P 布风板 下行均值P 物料 实质压力值176018303数据办理获得的折线图：4实验图片八、数据剖析与结果依据由所以所得数据，可知在流量为 950m3/h 的时候，为临界流化状态开始的临界点，这个时候的压差均值在 1830pa。由公式 u再由 Grace 公式计算：mf=Q/F=950/*3600=m2/s此中 Ar 为阿基米德数： Ar=Lg l （ - l ）/ 偏差为 =（） /=%九、实验总结经过实验，结果数据剖析与办理，能够看到，实验获得的结果，与用 Grace 经验公式计算的偏差不是很大，出现偏差的原由是不行防止的，因为所有条件可能不相同，实验装置自己的偏差也会致使偏差的出现。总之，经过实验，对实验过程有了认识，对传热传质的过程有了实际的认识。在此次实验中间，第一感谢吴烨老师的指导，其次就是各组员的合作，让实验顺利进行。