文档介绍：4流体通过颗粒床层的流动? 单颗粒与颗粒群的几何特性?? 流体通过固定床的压降? 过滤14流体通过颗粒床层的流动?固定床:由固体颗粒堆积而成的静止颗粒层。?用于反应及分离过程,如固定床反应器、吸附及过滤等操作。?流体通过固定颗粒床层的流动在化工生产和自然界中是常见的现象。?例如:过滤过程中滤液通过滤饼层的流动;固定床催化反应器中流体在固定催化剂床层中的流动;地下水在土壤、 单颗粒与颗粒群的几何特性? 单颗粒?球型:?单颗粒体积等效??非球型:当量直径表面积等效??比表面积等效?非球型颗粒的三种当量直径互不相等,有如下关系3 26, , ,6p p ppSd V d S d aV d??? ???36evVd??esSd??6 6eaVda S? ?2( )evea ev evesdd d dd?? ?2 22 2ev eves esd dd d???? ? 单颗粒?=与非球型颗粒体积相等的球的表面积/非球型颗粒的表面积?为颗粒的形状系数,?对于球形颗粒的表征只需一个参数,直径d p?而对于非球形颗粒,表征需二个参数,一般为dev及?则:?1???236, ,6evevevdV d S ad? ?? ?? ???主要考察两个方面:粒度分布和平均直径?(1)颗粒粒度测量方法:筛分法,沉降法,电阻变化法及显微镜法等。?(2)平均直径?由比表面积相等的原则?a总=S总/ V总=6/dm?而?则??23/6,/ 6i piT i i pipi pi p pmmmS n S d Vd d??? ???? ? ??? ?1 1( )i im pi pim xd d m d? ??? ?(1) 床层的空隙率?=(床层体积-颗粒所占的体积)/床层体积?大疏松,小紧密。一般乱堆的?<?<?=f(颗粒的形状、粒度分布,充填方式)可证明:均匀的球形颗粒作最松排列时的?=?=,形状与球的差异越大,则床层的空隙率越大。一般?非球形>?球形?非均匀<?均匀?受充填方式的影响。充填时设备受到振动,则?较小,若采用湿法充填,则?大。在床层靠壁处的局部空隙率比中间部位的大,因为固体颗粒与器壁间的空隙中难以再填入另一个颗粒。6(2) 床层的各向同性?工业上的小颗粒床层通常是乱堆的,若颗粒是非球形,各颗粒的定向应是随机的,这样的床层就可视为各向同性的。?各向同性床层横截面上可供流体通过的实际面积(或自由截面)与床层截面之比在数值上等于?,这是其的重要特点之一。7(3) 床层的比表面?aB=颗粒表面积/床层体积?= S总/ V床?= S总/ V颗×(V颗/ V床)?=a(1-?)?(忽略颗粒相互接触使裸露的颗粒表面面积减小的部分),一方面起到分流的作用另一方面产生压强降(即流动阻力)对于过滤等操作过程而言,工程上感兴趣的是流体通过固定床层的压降,而不是速度分布。根据已学的流体动力学知识,定量计算直管内流动时,可采用范宁公式:22fl uhd??910