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1、第7章 冶金中的特殊流动,7.1 气体通过固定料层的流动,7.2 气体通过流化料层的流动,7.3 气动输送过程,7.4 热气体的流动,第7章 冶金中的特殊流动7.1 气体通过固定料层的流动7.,两相流动,气-液两相,气-固两相,固相：粒状的固体料块和由料块堆集的散料层，气-固两相流动可视为气体通过料块或散料层的流动。,第7章 冶金中的特殊流动,两相流动气-液两相气-固两相固相：粒状的固体料块和由料块堆集,料块重力：,料块浮力：,料块净下降力：,气体对料块的拖力（对气体而言是摩擦阻力）：,浮力Ga,运动速度v,重力Gs,拖力F,第7章 冶金中的特殊流动,料块重力：料块浮力：料块净下降力：气体对料
2、块的拖力（对,GF料块于气流中下降,炼铁高炉、化铁炉等竖炉（气体在料块空隙）,GF料块于原位不动,GF料块随气流上升,沸腾状态（料块悬浮于气流中）,喷粉脱硫、高炉喷吹,固定料层流动,流化料层流动,气动输送过程,第7章 冶金中的特殊流动,GF料块于气流中下降炼铁高炉、化铁炉等竖炉（气体在料块,7.1 气体通过固定料层的流动,目的,方法,求解气体通过散料层的阻力损失，即气体通过散料层产生的压力降。,管束理论，将气体所通过的料层中不规则的孔隙通道看成由平行导管并联而成的管束，先按管束过流情况从理论上确定阻力损失或气流压降，再按料层特性因素由实验方法给以补正，确定出实际料层的压降公式。,7.1 气体通
3、过固定料层的流动目的方法求解气体通过散料层,1几个有关的定义,料层孔隙的当量直径：,Vb料层孔隙的总体积；Ab料层孔隙的总表面积,孔隙度：,Va料层总体积；A料层孔隙的总截面积；A0料层的总截面积,VS料块的体积,7.1 气体通过固定料层的流动,1几个有关的定义 料层孔隙的当量直径：Vb料层孔隙的,料块的比表面积：,单位体积料块所具有的孔隙表面积，以S0表示，则,截面空速：,实际,代入,7.1 气体通过固定料层的流动,料块的比表面积：单位体积料块所具有的孔隙表面积，以S0表,2埃根方程,管流摩阻,P45(3-15),散料层压降表达为：,k待定阻力系数,代入,7.1 气体通过固定料层的流动,2埃
4、根方程管流摩阻 P45(3-15)散料层压降表达为,修正阻力系数,修正雷诺数,实验确定,7.1 气体通过固定料层的流动,修正阻力系数 修正雷诺数 实验确定 7.1 气体通,将fc及Rec代入(9)式，整理得：,均匀球形料块：,埃根方程,7.1 气体通过固定料层的流动,将fc及Rec代入(9)式，整理得：均匀球形料块：埃根方程,3埃根方程的修正,料层孔隙度,与料块的形状、颗粒的组成、料块的排列方式有关。一般均由实验方法确定。,料块比表面积S0及形状系数,均匀球形料块：,均匀非球形料块：,dp同体积球体直径,粒度大小不等的非球形料块：,7.1 气体通过固定料层的流动,3埃根方程的修正 料层孔隙度与
5、料块的形状、颗粒的组成、,埃根方程另一种形式,代入,平均筛分直径；,xi质量分率，di两筛孔的平均直径,7.1 气体通过固定料层的流动,埃根方程另一种形式代入平均筛分直径；xi质量分率，di,围壁效应,现象：高炉上料时的自动筛分现象。,边缘：,大，气流多,中心：,小，气流少,引起气流分布不均,围壁效应,7.1 气体通过固定料层的流动,围壁效应现象：高炉上料时的自动筛分现象。边缘：大，气,高炉发展趋势,矮胖型,通过实验得出围壁效应对埃根方程的影响，由实验结果可知：,7.1 气体通过固定料层的流动,高炉发展趋势矮胖型通过实验得出围壁效应对埃根方程的影响，由实,4埃根方程的应用,气体通过散料层的流量
6、,散料层的透气性指数,气体压力对料层压降的影响,7.1 气体通过固定料层的流动,4埃根方程的应用气体通过散料层的流量散料层的透气性指数气体,气体通过散料层的流量,气体通过散料层一般为紊流状态,料层结构一定,气体流量,m/s,m3/s,kD料层渗透系数，由实验确定,7.1 气体通过固定料层的流动,气体通过散料层的流量气体通过散料层一般为紊流状态 料层结,散料层的透气性指数,说明散料层气体流量与压降的特征关系,或,料层的透气性指数,7.1 气体通过固定料层的流动,散料层的透气性指数说明散料层气体流量与压降的特征关系 或,气体压力对料层压降的影响,气体在较高的压力下流过散料层时，,思考,强化冶炼措施？,高压操作,7.1 气体通过固定料层的流动,气体压力对料层压降的影响气体在较高的压力下流过散料层时，,例7-2 P98,7.1 气体通过固定料层的流动,例7-2 P987.1 气体通过固定料层的流动,小结,一、本课的基本要求,了解气固两相流动的三种流动状态。,了解料层孔隙度及料块比表面积的概念。,掌握埃根方程的应用。,二、本课的重点、难点,重点：埃根方程的应用。,难点：埃根方程的推导及应用。,三、作业,思考题：高炉强化冶炼措施之一：高压操作的理论依据？,小结一、本课的基本要求 了解气固两相流动的三种流动状态。,
