第三章、过滤与沉降PPT演示课件

第三章沉降与过滤(Settlingandfiltration),1,概述第一节重力沉降第二节过滤第三节离心沉降,2,概述一.非均相物系的分离混合物有：均相混合物(物系)：物系内部各处物料性质均匀，无相界面。例：混合气体、溶液。非均相混合物(物系)：物系内部有隔开的相界面存在，而在相界面两侧的物料性质截然不同的物系。例：含尘气体、悬浮液、乳浊液、泡沫液。,气态非均相物系,液态非均相物系,3,许多化工生产过程中，要求分离非均相物系。,非均相物系分散相(分散物质)：处于分散状态的物质。气体中尘粒、悬浮液中的颗粒、乳浊液中的液滴。连续相(分散介质)：包围着分散相，处于连续状态的物质。含尘气体中的气体、悬浮液中的液体。,4,均相混合物的分离：吸收、蒸馏。非均相混合物的分离：分散相、连续相物理性质不同(不同)机械方法：沉降、过滤。,非均相物系分离的目的：（1）回收分散物质（分散相）（2）净制分散介质（连续相）（3）劳动保护和环境卫生等。,5,含尘气体和悬浮液的分离：沉降分离法：使气体或液体中的固体颗粒受重力、离心力或惯性力作用而沉降的方法；过滤分离法：利用气体或液体能通过过滤介质而固体颗粒不能穿过过滤介质的性质进行分离的，如袋滤法,含尘气体的分离还有:液体洗涤除尘法：使含尘气体与水或气体液体接触，洗去固体颗粒的方法。电除尘法：使含尘气体在高压电场内受电场力的作用而沉降分离的方法。,6,二颗粒与流体相对运动时所受的阻力,曳力/阻力：当流体以一定速度绕过静止的固体颗粒流动时，由于流体具有黏性，对颗粒产生的作用力；或当固体颗粒在静止流体中移动时，流体对颗粒的作用力两种力的性质相同,只要有相对运动的存在，就有阻力就存在，只要相对运动速度相同，阻力就相同,7,沉降(settling)：在某种力(重力、离心力)作用下，利用连续相与分散相的密度差异，使之发生相对运动而分离的操作。,重力沉降：由地球引力(重力)作用而发生的沉降过程。,一沉降速度球形颗粒的自由沉降,第一节重力沉降,自由沉降：单个颗粒在流体中沉降，或者颗粒群在流体中充分地分散，颗粒之间互不接触，互不碰撞的条件下的沉降。,8,将表面光滑、刚性的球形颗粒置于静止的流体中。颗粒：P、d、m;流体：、;P,Fb,Fg,其中，颗粒的体积为,设颗粒初速度为0，受力情况分析：,球的体积？浮力计算公式？,9,Fb,Fg,当两个力之和不为0，则有加速度存在，当颗粒下沉时，颗粒受到流体向上的阻力Fd，令u为颗粒与流体的相对运动速度：,Fd,根据牛顿第二定律：,10,随着颗粒向下沉降，u，Fd，a。当u增加到一定数值u0时，du/d=a=0。于是颗粒开始作匀速沉降运动。,可见，颗粒的沉降过程分为两个阶段：起初为加速阶段，而后为匀速阶段。,对于小颗粒，在匀速阶段中，颗粒相对于流体的运动速度，称为沉降速度-加速阶段忽略不计。,a=0，匀速运动uo所以，得：,关键是找出,11,关键：求实验证明、是Re的函,层流区、10-4Re1过渡区、1Re1000湍流区、1000Re2105,d为颗粒的直径、uo颗粒的沉降速度,和Re0的关系可有实验测得、关系如下图所示,12,阻力系数Re0关系图,13,将代入：,层流区=24/Re,上三式中：,在层流区和过渡区中，uo还和黏度有关液体的黏度约为气体的50倍，故颗粒在液体中沉降速度比在气体中小得多,过渡区=30/Re0.625,湍流区=0.44,斯托克斯定律,阿伦定律,牛顿定律,14,已知球形颗粒直径，要计算沉降速度时，由于ut为待求量，所以Re值是未知量。需要用试差法进行计算ut。例如，当颗粒直径较小时，,选择相应计算式,直到所求ut计算出的Re符合于所用计算式的流型范围为止。,沉降速度的计算,15,例3-1一直径为1.00mm、密度为2500kg/m3的玻璃球在20的水中沉降，试求其沉降速度。,解由于颗粒直径较大，先假设流型层于过渡区,校核流型，Re=dPut/=10-30.157103/10-3=157故属于过渡区，与假设相符。,当已知沉降速度，求颗粒直径时，也需要试差计算。,16,、影响沉降速度的其它因素,颗粒形状壁效应(3)干扰沉降,测定非球形粒的沉降速度，用沉降速度公式计算出粒径。此时，非球形颗粒的直径，称为当量球径。,当颗粒靠近器壁沉降时，由于器壁的影响，其沉降速度较自由沉降速度小，这种影响称为壁效应。,当非均相物系中的颗粒较多，颗粒之间相互距离较近时，颗粒沉降会受到其它颗粒的影响，这种沉降称为干扰沉降。干扰沉降速度比自由沉降小。,17,二.降尘室,利用重力沉降从含尘气体中分离出尘粒的设备。,预分离器，粒径大于50m。,18,（1）停留时间与沉降时间,气体入室减速,颗粒的沉降运动+随气体运动,沉降运动时间气体停留时间分离,u,uo,L,H,所需沉降时间=H/uo,在室内停留时间=L/u,分离满足的条件：,19,含尘气体的最大处理量为：V=AOUO,含尘气体的处理量为沉降室的底面积乘以沉降速度，而与沉降高度无关，因此，沉降室一般做成扁平形状的，为了增大处理量，可做成多层，称为多层隔板降尘室。,由此可知,20,（2）能被沉降室完全分离出来的颗粒最小直径,可分为三类计算问题：(1)已知气体处理量qVs,物性数据(,p),临界粒径dpc,求底面积A；已知底面积A,物性数据,临界粒径dpc,求气体处理量qVs；已知气体处理量qVs,物性数据,底面积A,求临界粒径dpc；,由层流区的计算式,21,例3-2用高2m、宽2.5m、长5m的重力降尘室分离空气中的粉尘。在操作条件下空气的密度为0.779kg/m3，黏度为2.5310-5Pa.s，流量为5.0104m3/h。粉尘的密度为2000kg/m3。试求粉尘的临界粒径。,解：已知空气流量qvs，密度，黏度，粉尘的密度p，降尘室的宽度W，长度L,可知：,假设沉降处于过渡区：,22,故属于过渡区，与假设相符。,23,重力沉降是自由沉降，沉降时间很长，效率不高，而且只能是初步分离，当沉淀中含夜量较少时，沉降方法不适用，这是就要采用过滤,24,第二节过滤,过滤：在外力的作用下，悬浮液中的液体通过多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来，从而实现固、液分离的操作。,过滤术语：滤浆过滤操作所处理的悬浮液过滤介质所用的多孔物质滤液通过介质孔道的液体滤饼或滤渣被截留的物质,过滤目的：从悬浮液中分离出固体颗粒。,25,一、悬浮液的过滤.两种过滤方式工业上，基本上有两种：深层过滤和滤饼过滤。,（1）深层过滤：粒状床层孔道(如砂层)为有效过滤介质。当悬浮液中所含颗粒很小，且含量很少时（固相体积分率1%），常用滤布、滤网做过滤介质进行过滤。当粒径大于过滤介质孔径时，显然会形成滤饼；当粒径小于过滤介质孔径时，通过“架桥现象”也会形成滤饼。随着滤饼的增厚，滤饼层就成为有效的过滤介质，所以这种过滤称为滤饼过滤。常用于化工生产，本章只讨论滤饼过滤。,27,28,2.过滤介质作用：使液体通过而固体颗粒截留住要求：具有多孔性（适宜的孔径、比颗粒小，或可形成架桥）、阻力小；具有化学稳定性、耐腐蚀性和耐热性；因过滤介质是滤饼的支承物，应具有足够的机械强度。工业中常用的过滤介主要有三种：(1)织物介质：由纤维、金属丝等编织而成的滤布和滤网，使用最广。(2)堆积介质：由砂、木炭等堆积而成的床层，用于深层过滤。(3)多孔介质：由多孔陶瓷、多孔金属和多孔塑料制成的管和板。,29,3、助滤剂目的：防止过滤介质孔道堵塞，或降低可压缩滤饼的过滤阻力。助滤剂：一种坚硬的粉状或纤维状的固体，能形成疏松结构。加助滤剂和方法有预涂法和预混法。要求：作助滤剂的物质应能较好地悬浮于料液中，且颗粒大小合适，助滤剂中还不应含有可溶于滤液的物质，以免污染滤液。常用的助滤剂有:硅藻土、珍珠岩粉、碳粉和石棉粉等。【注意】：当滤饼是产品时不能使用助滤剂。,30,4、悬浮液量、固体量、滤液量与滤渣量的关系,滤液量悬浮液中所含液体量,滤液，密度，体积V悬浮液液体湿滤渣，密度c干渣，密度p,31,二过滤基本方程式,过滤基本方程式主要描述滤液量随时间的变化关系，即V的关系。,过滤速度：单位时间通过单位面积的滤液体积，可表示为dV/Ad，m/s。,32,过滤推动力压力差,L,p1,p2,过滤阻力=滤饼阻力+过滤介质阻力,PC：饼层压差；Pm：过滤介质压差,RCRm,33,圆管内层流流动时：哈根-泊谡叶方程,过滤过程中，滤液通过滤饼的流速较低，其流动一般处于层流状态.,l滤饼中毛细孔道的平均长度。d毛细孔道平均直径，为定值。u液体在通道内的流速。p液体在滤渣层前后的压力差。液体的粘度，定值。,流体在层流流动时直管阻力损失计算公式,34,滤液在滤饼层毛细孔道内的流速u过滤速度dV/Adt,将两式代入,得：,令，,则有：,35,推动力：pc,r：比例系数，称为滤饼的比阻，表示单位过滤面积上滤饼为1m3(即Vc/A=1)时的阻力，由实验测定。,滤饼阻力：,36,过滤介质阻力,V滤液量。Ve当量滤液量、介质常数,过滤推动力,过滤阻力,过滤过程中，滤液通过过滤介质,Rm,37,所以，得：,过滤速度方程：,过滤速率方程：,【注意】：当量滤液量Ve不是真正的滤液量，其值与过滤介质的性质，滤饼及滤浆的性质有关，可由实验确定。,38,三恒压过滤,因为，过滤速率方程时微分形式的方程，若用此式求出过滤时间与滤液量之间的关系式，还需根据具体情况积分。,工业生产上有两种典型的过滤操作方式，恒压和恒速。实际应用时可采取先恒速后恒压过滤的操作方式。恒压过滤：过滤操作是在恒定压差下进行的。是最常见的过滤方式。,39,1、滤液体积于过滤时间的关系,恒压过滤时，如图：滤液体积V过滤时间,OO曲线表示与过滤介质阻力对应的虚拟（当量）滤液体积Ve与虚拟过滤时间e的关系。,40,当p不变(即恒压)，悬浮液一定(r,v,和Ve一定)时，积分过滤方程式：,积分得：,41,令:q=V/A，单位面积上的滤液量qe=Ve/A，单位面积上的当量滤液量,为常数则改写成q与的关系式：,令,，化为：,恒压过滤方程式,若介质阻力可忽略不计，2VVe=0，则上式可简化为：,过滤常数,方程，都是,（基本方程式）,若介质阻力可忽略不计，2qqe=0，则上式可简化为：,42,2、过滤常数的测定,K,Ve、qe,在恒压下，K,Ve、qe都是由实验测定,【注意】：,与悬浮液的性质，温度，压力差有关，,只有在工业生产条件和实验条件一致时，才能直接使用实验测定的过滤常数K和qe。,43,3、洗涤时间t洗涤时间t等于洗涤液用量vw除以洗涤速率对于板框压滤机，属于横穿洗涤、洗涤速率等于四分之一的过滤速度。对于叶滤机和转筒过滤机，属于置换洗涤、洗涤速率等于过滤速率。,44,4、生产能力对于间歇过滤机：一个完整的操作过程包括过滤时间、洗涤时间t、卸渣、重装等辅助时间T即总时间t总=+t+T生产能力V一个操作周期内获得的滤液量,45,四.过滤设备,1、板框式压滤机,2、转筒真空过滤机,3、离心过滤机,46,1、板框式压滤机由许多交错排列在支架上并可在支架上滑动的滤板和虑框组成洗涤板滤板非洗涤板结构滤布滤框过滤路径：滤浆框内滤饼滤布板内排出洗涤路径：洗水洗板滤布框滤饼非洗板排出,47,48,49,50,1-非洗涤板；,2-框；,3-洗涤板；,四角均开孔,组装:1-2-3-2-1-2-3-2-1-2-3-2-1,滤布框的两侧,滤浆由总管入框,框内形成滤饼,滤液穿过饼和布,经每板上旋塞排出(明流),从板流出的滤液汇集于某总管排出(暗流),过滤,51,52,53,54,优点：结构简单，压强大，适用性强，适用黏性大及有腐蚀性的物系。缺点：操作麻烦，劳动强度大，费时，多为间歇式。,板框式压滤机,55,2.转筒真空过滤机（1）构造与操作转筒真空过滤机是连续操作的设备，其每一部分面积，都顺序地经过过滤、脱水、洗涤、卸料四个区域，转筒每旋转一周即完成一个操作循环。,转鼓结构动盘分配头定盘,特点：自动，连续进行，节省人力，生产能力大，但结构复杂，投资大，真正过滤面积不大，且不适宜温度过高的浆料。,56,57,58,生产能力单位时间内获得的滤液量，Q；浸液率转筒表面浸入滤浆中的分数，表示为：,有效过滤时间某一瞬间开始进入滤浆中的转筒表面经过过滤区，最后从滤浆中出来，这一段时间为转筒旋转一周的有效过滤时间。,转数N，1/s，旋转一周的时间1/N，有效过滤时间为：,2.转筒真空过滤机,59,3.离心过滤机（自学）,60,61,第三节离心机,离心沉降：依靠离心力的作用而实现的沉降过程。,F离,离心力,或r，Fc;增大更有效，从转筒机械强度考虑，r不宜太大,Nr/min,离心分离因数离心力大小的指标,离心因数,一离心力作用下的沉降速度,62,颗粒在离心力场中沉降时，在径向沉降方向上所受的作用力有,离心力,浮力（向中心）,阻力（向中心）,若这三个力达到平衡，则有,63,此时，颗粒在径向上相对于流体的速度，就是它在这个位置上的离心沉降速度,比较，重力沉降速度,在一定的条件下，重力沉降速度是一定的，而离心沉降速度随着颗粒在半径方向上的位置不同而变化。,64,离心沉降对象小颗粒层流区,所以,65,1、离心机的分类分离因数：常速，高速，超高速构造特性：直立式，横卧式，倾斜式操作方式：间歇式，连续式操作性质：过滤式（即离心过滤机）沉降式（即离心沉降机）,二、离心机的构造和操作,66,2、沉降式离心机,是利用离心沉降的原理分离悬浮液式乳浊液的机械。,）、管式离心机）、碟式离心机）、螺旋式离心机,67,特点：管式转鼓：内径为75150mm、长度约为1500mm、转数约为15000r/min;,离心分离因数Kc:可达13000，也有高达105的超速离心机;液体处理量:约为0.22m3/h;,分离乳浊液的管式离心机,分离悬浮液的管式离心机,）.管式离心机,68,2）、碟式离心机,特点：转鼓内装有许多直径为200800mm碟片，碟片数一般为30150片，两个碟片的间隙为0.151.3mm，分离因数：约为700。,分离乳浊液的碟式离心机碟片上开有小孔,分离悬浮液的碟式离心机碟片上不开孔,用途：可以分离乳浊液中轻、重两液相，例如油类脱水、牛乳脱脂等；也可以澄清含少量细小颗粒固体的悬浮液。,69,）、螺旋式离心机,适用：可用于分离固体颗粒含量较多的悬浮液，其生产能力较大。也可以在高温、高压下操作，例如催化剂回收。,特点：有直径为3001300mm的圆锥形转鼓绕水平轴旋转，其离心分离因数可达600。转鼓内有可旋转的螺旋输送器，其转数比转鼓的转数稍低.,工作原理：悬浮液通过螺旋输送器的空心轴进入机内中部。沉积在转鼓壁面渣，被螺旋输送器沿斜面向上推到排出口而排出。澄清液从转鼓另一端溢流出去。,70,3、旋液分离器,旋液分离器是利用离心力的作用，使悬浮液中固体颗粒增稠或使粒径不同及密度不同的颗粒进行分级。操作原理，与旋风分离器相似。,底流,溢流,离心沉降速度,所以，要达到同样的临界粒径要求，则旋液分离器的直径要比旋风分离器小很多。,液50气，(p)液(p)气，液气若要dp，p不变，则（drd）液（drd）气,71,一、旋风分离器,离心沉降的优势,（1）构造与工作原理,圆筒、圆锥、矩形切线入口,气流获得旋转,含尘气体向下锥口,气流向上气芯,顶部中央排气口,-设备体积小而分离效率高,颗粒器壁滑落,第四节、气体净制设备,72,各部分尺寸按比例,(见教材P157),当切向速度ui20m/s，旋转半径为r=0.3m，则离心分离因数,这表明颗粒在这种条件下的离心沉降速度为重力沉降速度的136倍。,73,(2)临界粒径,与重力降尘室的情况相同，临界粒径是分离器能够100除去的最小粒径。,（1）进入旋风分离器的气流的器内按入口形状（即宽度为d）沿圆筒旋转n圈，沉降距离为b，即由内旋转半径r=（0.5Db），沉降到D/2；（2）器内颗粒与气流的流速相同，它们的平均切向流速等于进口气速ui；（3）颗粒的沉降运动服从斯托克斯定律。,推导临界粒径计算式所用的假设有：,74,o,b,r=D/2-b,D,由,当0，颗粒在（0.5Db）处，,当t时，颗粒沉降到器壁，即D/2处,则有,75,积分上式，得：,t沉降时间,因为，气流的平均旋转半径为rm=(D-b)/2，则旋转n圈的停留时间为,当某尘粒的停留时间等于沉降时间时，该尘粒的粒径为临界粒径,n-通常为5,76,(3)压力损失,能量损失,进气管、排气管、器壁、各各局部，气旋.,常表示为进口动压的某一倍数,阻力系数,因为各部件都是D的倍数，所以一定，,旋风分离器的压力损失常为12kPa.,例-,第三节离心沉降旋风分离器,77,解：旋风分离器能分离出来的最小粒径，即临界粒径的计算式为：,其中，3.6105Pas，p2300kg/m3，0.674kg/m3，D0.4m，bD/5，h=3D/5,qv=1000/3600m3/s，u=qv/bh,取n=5，得：,例3-3已知含尘气体尘粒的密度为2300kg/m3，气体流量为1000m3/h，密度为0.674kg/m3,粘度3.6105Pas。采用标准旋风分离器进行除尘。若分离器的直径为400mm，则试估算临界粒径dpc及气体的压强降p。,78,（2）压降计算为,79,袋滤器文丘里除尘器泡沫除尘器湍球塔,二、其他气体净制设备,80,第五节固体流态化,一、概述二、床层的流态化过程三、流化床的类似液体的特性四、流体通过流化床的阻力五、流化床的操作范围六、流化床的主要特点七、流化床的高度与直径八、气力输送简介,81,一、概述,固体流态化：流体以一定的流速通过固体颗粒组成的床层时，可将大量固体颗粒悬浮于流动的流体中，颗粒在流体作用下上下翻滚，类似于液体的沸腾。这种状态称为固体流态化。简单来说，固体流态化就是固体物质流体化。流态化技术是近50多年发展起来的一种新技术，设备结构简单、生产强度大、易于实现连续化、自动化操作。该技术在食品工业中，主要用于加热、冷却、冷冻、干燥、混合、造粒、浸出、洗涤、等方面。,82,固体流态化的优点,1、颗粒流动平稳，类似液体，可实现连续、自动控制；2、固体颗粒混合迅速，整个流化床内处于等温状态；3、流体与颗粒之间的传热和传质速率高；4、整个床层与浸没物体之间传热速率高。,83,二、床层的流态化过程,在垂直装填有固体颗粒的床层中，流体自下而上通过颗粒床层，随着流速从小到大变化，床层将出现下述三种不同的状态，如下图所示。,(一)流态化现象,a.固定床；b-c-d.流化床；e.气力输送,84,(1)固定床阶段特点：通过床层的流速低；颗粒受的曳力小，颗粒之间紧密相接，静止不动；床层高度不变；u，流体通过床层的阻力，如图(a)。,85,(2)流化床阶段特点：当u一定值时，(颗粒的)曳力接近净重力（重力减去浮力），或者流体通过床层的阻力接近单位截面床层的重量时，颗粒开始浮动，但仍未脱离原来的位置，如图(b)。在此状态时，u稍稍，颗粒便互相离开，床层的高度也会有所提高，则这时的状态称为起始流化状态或临界流化状态，对应的流速称为起始流化速度(umf)或最小流化速度。,86,在临界流化状态时，继续u，则颗粒间的距离增大，颗粒作剧烈的随机运动，这个阶段称为流化床阶段(沸腾床)。在流化床阶段，随流体空床流速的增加，床层高度增高，床层的空隙率也增大，使颗粒间的流体流速保持不变；此时床层空隙中的流速=颗粒的沉降速度，同时床层的阻力几乎保持不变，等于单位截面床层的重量。流化床阶段还有一个特点是床层有明显的上界面，如图(c、d)所示。,87,(3)输送阶段特点：当流体流速（空塔速度u）=颗粒的沉降速度时，颗粒被流体带出器外，床层的上界面消失，此时的流速称为流化床的带出速度，流速高于带出速度后，为流体输送阶段，如图(e)所示。,88,(二)两种不同的流化形式,（1）散式流化（液-固系统）固体颗粒均匀地分散在流化介质中，亦称均匀流化或理想流化。特点：a在流化过程中有一个明显的临界流态化点和临界流化速度；b流化床层的压降为一常数：c床层有一个平稳的上界面；d流态化床层的空隙率在任何流速下都有一个代表性的均匀值。不因床层内的位置而变化。通常两相密度差小的系统趋向散式流化，故大多数液-固流化属于“散式流化”。,89,（2）聚式流化（气-固系统）通常两相密度差较大的系统趋向于聚式流化。如气固系统往往成为聚式流化。聚式流化床一般存在两相：连续相：是由空隙小，而固体浓度大的气固均匀混合物构成。气泡相：是夹带有少量固体颗粒而以气泡形式通过床层的不连续相。特点：床层内各点处不再处处相等，床层无稳定的上界面，上界面以某种频率作上下波动，床层压降也随之作相应波动。,90,判断流化形式（散式或聚式流化）的依据：弗鲁特准数,91,三、流化床的类似液体的特性,流化床中的流-固运动很象沸腾着的液体，并且在很多方面表现出类似于液体的性质，如下图所示。,92,(1)密度比床层密度小的物体能浮在床层的上面，见图(a)；(2)床层倾斜，床层表面仍能保持水平，见图(b)；(3)床层中任意两截面间的压差可用静力学关系式表示(p=gL,其中和L分别为床层的密度和高度)，见图；(4)有流动性，颗粒能像液体一样从器壁小孔流出，见图(d)）；(5)联通两个高度不同的床层时，床层能自动调整平衡，见图(e)。利用流化床的这种似液性，可以设计出不同的流-固接触方式，易于实现过程的连续化与自动化。,93,四、流化床的操作范围(一)临界流化速度umf（umf=ut）流化床的正常操作范围为气速高于临界流化速度umf，低于颗粒的带出速度ut(即沉降速度)。umfu1000的情况，可只考虑因局部阻力而造成的动能损失。,对于球形颗粒，有mf=0.4，s=1.0，以上计算可进一步化简。,95,对于其它许多系统，发现存在以下关系：,对于小颗粒,对于大颗粒,(二)带出速度颗粒带出速度即为颗粒的沉降速度，计算同前，即：,注意：计算umf时要用实际存在于床层中不同粒度颗粒的平均直径de，而计算ut时则必须用相当数量的最小颗粒的直径。,96,五、流化床的主要特点,(一)流化床中的两相流动床内各处温度或浓度均匀一致，避免局部过热。但传热、传质推动力下降。原因:在同一截面各处流体速度不完全相同，颗粒总是上下作往复循环运动；同时还作杂乱无章的不规则运动。流化床内部分流体也有相应的循环和混合现象。(二)流化床有类似液体的特点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。,97,(三)流化床的不正常现象1、节涌现象(腾涌现象)床高：床径的比值（长径比）过大（床层为细长形），或气速过高时导致小气泡合并成大气泡的现象；当气泡直径=床层直径时，则床层被形成相互间隔的气泡与颗粒层；颗粒层被气泡向上推动，到达上部后气泡崩裂，而颗粒又分散下落，这种现象称为节涌现象。如图示：,98,出现节涌现象时，由于颗粒层与器壁的摩擦造成压强降大于理论值，而在气泡破裂值又低于理论值，因而pu图上表现为p在理论值附近作大幅度的波动，如图所示：,床层发生节涌现象时，气固两相接触不良，且使容器受颗粒磨损加剧，同时引起设备振动。防止节涌现象的措施：实际操作中应采用适宜的床层高度/床径之比值，以及适宜的操作气速。,99,2、沟流现象在大直径床层中，由于颗粒堆积不匀或气体初始分布不良，可在床内局部地方形成沟流。此时，大量气体经过局部地区的沟道上升，如图示，而床层的其余部分处于固定床状态而未被流化。pu的关系为p低于单位面积上的净重力。沟流现象的出现主要与颗粒的特性和气体分布板有关。颗粒过细、密度过大，易于粘结的颗粒，以及气体在分布板的初始分布不均匀，都宜引起沟流。,沟流现象,100,(四)利用流化现象判断颗粒尺寸流化质量：是指流化床中流体分布与流固接触的均匀程度。能够进行良好流化的颗粒尺寸在20500m范围内。粒径小于20m时，极易形成沟流和死床难于流化。粒径大于500m的极粗颗粒，流化时床层极不稳定。粒径在20100m的细颗粒开始时为散式流化，气速加大到某值后出现气泡变为聚式流化。80500m的粗颗粒开始不出现散式流化，而出现气泡。所以用流化现象可粗略估计颗粒尺寸。,101,流化床的两个主要尺寸：直径：由操作气速确定高度：由两段高度决定，即流化上界面以