颗粒流体力学学习教案

1、会计学1颗粒流体力学颗粒流体力学第一页，编辑于星期三：五点 二十二分。第1页/共28页第二页，编辑于星期三：五点 二十二分。mpfmpfMMMVVV体积浓度Cv：固体颗粒的体积占两相流总体积的分数。pvpfmfpfVCVV单位体积液体所拥有的固体颗粒体积为：pmfvfpmVCV第2页/共28页第三页，编辑于星期三：五点 二十二分。pppmfwvpfpfmmMCCMM单位质量的两相流中所含固体颗粒的质量ppmfwfpmmMCM在颗粒浓度很高的两相流中，常用到空隙率的概念wmpwffvwwmmfwfpp1 CVV1 CV1 C1 CCVV1 C1 第3页/共28页第四页，编辑于星期三：五点 二十二

2、分。21 0.51vmfvCC 两相流的密度：单位体积的两相流中所含固体颗粒和流体介质的质量分别称为颗粒相密度和介质相的密度pfmfmpmmfwwfwpfpMMMVV1C1 C11C第4页/共28页第五页，编辑于星期三：五点 二十二分。pmppwpfwCC CC1 C定容比热容：vmvpwvfwCC CC1 C式中，Cpp和Cpf分别为颗粒颗粒相和液体相的定压比热容，Cpf和Cvf分别为颗粒相和液体相的定容比热容。第5页/共28页第六页，编辑于星期三：五点 二十二分。111111pmppwpfwvmvmwvfwwwwwCC CCCCC CCCCCKCKC当Cw大于0.8时，迅速接近于1，而=1

3、的流动为等温流动，因此可以将质量浓度大的气固两相流动看出是等温流动。等温流动具有如下性质：由于颗粒的热容量大，混合物膨胀或压缩引起的气体温度变化可从颗粒的热交换得到补偿而不致影响颗粒和两相流的温度。pfppvfpfCCK=;CC颗粒相的Cpp=Cvp=C第6页/共28页第七页，编辑于星期三：五点 二十二分。221002100vfpfpmfvfpfpCC第7页/共28页第八页，编辑于星期三：五点 二十二分。22duFC A2242dpuFCD236tcppuFDrFd-流体阻力，u-颗粒与流体的相对速度，A-颗粒的迎流面积，-流体的密度，C-阻力系数，Dp-球形颗粒的粒径。Ut-颗粒的圆周速度，

4、r-颗粒作圆周运动的半径。 重力和浮力36gppFDg36apFDg 离心力第8页/共28页第九页，编辑于星期三：五点 二十二分。ReppDu第9页/共28页第十页，编辑于星期三：五点 二十二分。42410Re1ReppC 过渡区（Allen区）101Re500ReppC5500Re2 100.44pC4.80.63RepC 流区此外用于整个区域的近似公式为：第10页/共28页第十一页，编辑于星期三：五点 二十二分。43ppmgDuC不同沉降区的沉降末速度在Stokes区：218pmspguD在Newton区：3ppmNgDu1/324225pmApguD在Allen区：第11页/共28页第十

5、二页，编辑于星期三：五点 二十二分。在一定的介质和一定的温度条件下，一定密度的固体颗粒的沉降末速度仅与粒径大小有关，颗粒大者um也大。因此可以根据沉降末速度的不同实现大小颗粒的分级。第12页/共28页第十三页，编辑于星期三：五点 二十二分。0.843lg0.065K在湍流区，沉降速率通式中的C=5.31-4.88第13页/共28页第十四页，编辑于星期三：五点 二十二分。181pmmcmsmmVKguKukC式中：K-常数，m-分散体系的密度，m-分散体系的黏度，k-与颗粒形状有关的常数，球形时为2/5，Cv-颗粒体积浓度第14页/共28页第十五页，编辑于星期三：五点 二十二分。exp1vmvk

6、 CqC 离心加速度比重力加速度大2个数量级，因此，离心沉降能使沉降速度大大加快，同时可使细颗粒从分散体系中分离出来。220ln18ppDtrr 第15页/共28页第十六页，编辑于星期三：五点 二十二分。/DpuQ AkL式中，kd为透过率，由颗粒层物性决定，实际上，上式表示的是空管流速。设颗粒层的空隙率为，则流体在其中流动的表观流速为：第16页/共28页第十七页，编辑于星期三：五点 二十二分。euu32201evLpuLLk S式中：k0为取决于通道断面形状的常数；L/Le为弯曲率透过流动的应用：透过流动的应用：颗粒层过滤除尘器：含尘气体通过颗粒层时，其中的颗粒被阻留在颗粒层中；固定床热交换

7、器流体透过法测定粉体的比表面积第17页/共28页第十八页，编辑于星期三：五点 二十二分。悬浮运动，此时的床层状态称为流化床状态。第18页/共28页第十九页，编辑于星期三：五点 二十二分。固体间的摩擦损失大大降低，从而使总压降显著减小。气固系统的流化床为聚式流化态，固液系统的流化态为散式流化态。第19页/共28页第二十页，编辑于星期三：五点 二十二分。2222001ppcmfmfmfDgu上式中，和难以确定，采用上式计算时偏差往往较大，因此常采用下式计算：2/mfmfppuCDg40.06253Re106.05 10Re20Re60002.20 10Re 0.555mfmfCC作业作业：在内径为102mm的圆筒内填充0.11mm的球形颗粒，填充层高度为610mm，颗粒密度为4810kg/m3，试求颗粒被400C、1大气压的空气流态化时的最小流化速度。第20页/共28页第二十一页，编辑于星期三：五点 二十二分。第21页/共28页第二十二页，编辑于星期三：五点 二十二分。第22页/共28页第二十三页，编辑于星期三：五点 二十二分。第23页/共28页第二十四页，编辑于星期三：五点 二十二分。第24页/共28页第二十五页，编辑于星期三：五点 二十二分。1uKV 式中：V-仓的容积第25页/共28页第二十六页，编辑于星期三：五点 二十二分。ppaaMMmM