由于流化床具有类似液体的流动性，故使操作易于实现连续化与自动化。
3．流化床中的两相流动
流化床内流体与颗粒的运动比较复杂。以圆柱形流化管为例，一般在同一截面各处的流体速度不完全相同，流速大的流体将颗粒托举上升，然后在重力胜过升举力的地方而下降。就总体趋势而言，颗粒总是这样上下作往复循环运动。同时，颗粒还有杂乱无章的不规则运动。这两种运动造成颗粒的轴向混合，特别是床高与床径之比较小时，循环运动和混合现象更为激烈。随着颗粒的循环，部分流体也有相应的循环和混合现象。床层内的轴向混合，使得床内各处温度或浓度均匀一致，避免局部过热，促进反应顺利进行，但温度、浓度均匀会使床层内传热、传质推动力下降，反应进行得不完全。文档收集自网络，仅用于个人学习
4．流化床的不正常现象 1)腾涌现象
鹰涌现象主要发生在气一固流化床中。如果床层高度与直径之比值过大，或气速过高时，就会发生气泡合并成为大气泡的现象。当气泡直径长大到与床径相等时，则将床层分为几段，形成相互间隔的气泡与颗粒层。颗粒层像活塞那样被气泡向上推动，在达到上部后气泡崩裂，而颗粒则分散下落，这种现象称为腾涌现象。在出现腾涌现象时，由于颗粒层与器壁的摩擦，致使压强降大于理论值，而在气泡破裂时又低于理论值，因此在Δp-u图上表现为Δp在理论值附近作大幅度的波动，如图3-34所示。文档收集自网络，仅用于个人学习 床层发生腾涌现象，不仅使气一固两相接触不良，且使器壁受颗粒磨损加剧，同时引起设备振动，因此，应该采用适宜的床层高度与床径的比例及适宜的气速，以避免腾涌现象的发生。文档收集自网络，仅用于个人学习
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2)沟流现象
沟流现象是指气体通过床层时形成短路，大量气体没有能与固体粒子很好接触即穿过沟道上升。发生沟流现象后，床层密度不均匀且气、固相接触不良，不利于气、固两相间的传热、传质和化学反应；同时由于部分床层变为死床，颗粒不悬浮在气流中，故在Δp-u图上反映出Δp低于单位床层面积上的重力，如图3-35所示。文档收集自网络，仅用于个人学习 沟流现象的出现主要与颗粒的特性和气体分布板的结构有关。粒度过细、密度大、易于黏结的颗粒，以及气体在分布板处的初始分布不均匀，都容易引起沟流。文档收集自网络，仅用于个人学习 通过测量流化床的压强降并观察其变化情况，可以帮助判断操作是否正常。流化床正常操作时，压强降的波动应该是较小的。若波动较大，可能是形成了大气泡。如果发现压强降直线上升，然后又突然下降，则表明发生了腾涌现象。反之，若压强降比正常操作时低，则说明产生了沟流现象。实际压强降与正常压强降偏离的大小反映了沟流现象的严重程度。文档收集自网络，仅用于个人学习
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3．6.3流化床的操作范围
要使固体颗粒床层在流化状态下操作，必须使气速高于临界流速umf，而最大气速又不得超过颗粒的沉降速度，以免颗粒被气流带走。文档收集自网络，仅用于个人学习 1.临界流化速度umf
确定临界流化速度有实测和计算两种方法， 1)实测法
2)计算法
固体流态化
使大量固体颗粒悬浮于流动流体之中并呈现出类似于液体沸腾的状态，称为固体流态化。籍固体流态化现象以强化传热、传质，促进化学反应，实现物理加工乃至颗粒的输送等工业过程，称为流态化技术。文档收集自网络，仅用于个人学习 流态化技术用于工业操作有以下优点：
① 颗粒流动平稳，类似液体流动，操作易于实现连续化和自动化。
② 由于固体颗粒的激烈运动和迅速混合，使床层温度均匀，便于调节和维持所需的温度。
③ 由于流化床所用固体颗粒尺寸小，比表面大，因此，气体与固体颗粒之间的传热、传质速率高。又因为流化床颗粒的运动使得流化床与传热壁面之间有较高的传热速率.文档收集自网络，仅用于个人学习
例1：求直径为150?m的玻璃球在20?C水中的自由沉降速度，已知玻璃球的密度为?s?2500kg?m?3,水的密度??1000kg?m?3,水在20?C时的黏度??0.001Pa?s.43 / 45
解：先假设沉降在层流区，用斯托克斯定律计算：d2??s???gut?18??150?10???2500?1000??9.81??6218?0.001?0.01839?m?s?1?校核Ret:?utd1000?0.01839?150?10?6Ret???2.76?1?0.001假设错误，再假设沉降在过渡区，用艾伦定律计算：ut?0.27gd??s???Ret0.6?0.6解得：校核Ret:??utd?9.81?150?10?6?2500?1000??????????0.271000ut?0.0167?m?s?1?
?utd1000?0.0167?150?10?6Ret???2.51?0.001则1?Ret?1000,假设正确，即自由沉降速度为0.0167m?s?1。
例2：当旋转半径R?0.4m，切向速度uT?20m/s时，分离因数Kc??2uT202解：分离因数Kc???102gR9.81?0.4
这表明颗粒在上述条件下的离心沉降速度比重力沉降速度约大百倍，足见离心沉降设备的分离效果远较重力沉降设备高。44 / 45
例3：在实验室于294kPa的压强下对某种颗粒在水中的悬浮液进行恒压过滤实验。滤饼不可压缩，比阻r?1.4?10141/m2,qe?0.01m3/m2,滤液黏度??1.005?10-3Pa?s,滤饼体积与相应的滤液体积之比??0.1235m3/m3。现拟采用BMS20/635?25型板框压滤机在与试验相同的条件下过滤上述悬浮液，共26个框，所用滤布与试验时相同。试求：?1?滤饼充满滤框所需时间?；?2?过滤完毕，用滤液体积10%的清水以横穿洗涤法洗涤滤饼，操作压强差、洗水粘度与过滤终了时均相同，洗涤时间?w为若干？?3?若每个操作周期中辅助时间为20min,则过滤机的生产能力为若干（m3滤液/h）？解：此题为恒压过滤综合性计算题，包括用相应的公式计算过滤时间、洗涤时间及生产能力。计算过滤常数K及每批操作可得滤液体积V。根据题意：每批操作可得滤饼体积为Vc?26?0.6352?0.025?0.262m3则滤液体积V?Vc/??0.262/0.1235?2.12m3过滤面积为A?2?26?0.6352?21.0m2q?V/A?2.12/21.0?0.101m3/m2因为过滤常数K?2k??p??2??p?/?r??对于不可压缩滤饼，s?0,r??r,故1?s1?s2?294?10352K??3.38?10m/s.1.005?10-3?1.4?1014?0.1235?1?过滤时间?q2?2qqe?K?????q2?2qqe?/K??0.1012?2?0.101?0.01?/3.38?10?5?362s?2?洗涤时间?W对于板框过滤机，则1?dV?KA3.38?10?5?21.0?dV???7.99?10?4m3/s???????d??W4?d??E8?q?qe?8??0.101?0.01?VW?0.1V?0.1?2.12?0.212m3?dV??4所以?W?VW/???0.212/7.99?10?265s?d??W?3?生产能力Q3600V3600?2.12Q???4.18m3/h???W??D362?265?20?60
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化工原理(非均相分离)关于
