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1、4.1 概述4.1.1 工业背景固定床是由许多固体颗粒堆积成的静止颗粒层。,第4章 流体通过颗粒层的流动,4.1.2 固定床阻力的影响因素流体物性：,操作因素：u设备因素：颗粒直径，颗粒大小分布，空隙大小,4.2 颗粒床层的特性4.2.1 单颗粒的特性球形颗粒，只需一个参数dp颗粒特性:体积 表面积 比表面实际遇到两个问题：非球形大小不一(分布),非球形：定当量直径，目标不同结果不同 体积当量dev,面积当量des，比表面当量dea,两个独立的,取dev和球形度(形状系数)1,例 1边长为L=4mm的正方体颗粒求：dev,des,dea,a解：,dev,des,dea三者关系 deadevde
2、s,4.2.2 颗粒群的特性大小不一筛分分析 1 kg 颗粒群,频率函数(粒级质量分率dp)特点：某粒级范围的颗粒质量分率=该范围曲线下的面积 曲线下的面积和=1,分布函数F与频率函数f的关系定平均直径dm，准则：比表面相等原因：流动较慢时，阻力以表面剪切力为主，表面积对阻力影响大,由，得4.2.3 床层特性 空隙率 受充填方式的影响与dp无关,与dp分布有关床层比表面,空隙率不仅与颗粒形状、大小分布有关，还和填充方式有关。非球；非均床 床层D大，可忽略；D小，加以考虑。,4.3 流体通过固定床的压降几何边界复杂，无法解析解，要靠实验数学模型法主要步骤：,4.3.1 简化模型过程特征：爬流，表
3、面剪切力为主，形体力(压差力)为次；空隙中实际速度与空隙大小有关。简化原则：模型与原型表面积要相等 空隙容积相等将原型简化成一组平行细管细管直径de,4.3.2 解数学模型细管层流得实验得康采尼方程,适用范围：Re2床层雷诺数宽范围：细管4.3.3 实验验证,用 代入，得欧根方程：黏性项 惯性项Re 100时，可忽略黏性项。影响因素分析：物性:,操作:u 设备:,dm,空隙率的影响最大,：0.30.4：185.6,例2 要估计20,1.0MPa(绝)的CO通过固定床脱硫器的压降,用20,101.3kPa(绝)的空气进行实测，测得u=0.4m/s时，u=0.9m/s时。求：CO以u=0.5m/s
4、通过时的。已知：20,1.0MPa(绝)的一氧化碳=2.410-5Pas,=11.4kg/m3,解：20,常压空气=1.2kg/m3,=1.8110-5Pas根据欧根方程，取代入空气数据470=C11.8110-50.4+C21.20.422300=C11.8110-50.9+C21.20.92解得C1=3.9106,C2=2301一氧化碳=3.91062.410-50.5+230111.40.52=6604 Pa/m,本例也可用a,表达,先用实验值算出a、，再用a、来计算实际工艺物料的压降。,4.3.4 两种实验规划方法的比较量纲分析法：对过程无须有深刻理解,“黑箱”法。析因实验无量纲化测定
5、性实验数学模型法：对过程有深刻理解，能将过程大幅度简化。简化模型解析解验证性实验,讨论1 数学模型的基本方法 在充分掌握过程本质的前提下，对复杂的过程大担、合理地简化对简化后的过程建立物理、数学模型实验验证模型的合理性，并对模型参数估值。2 数学模型法的基本特征 必须充分掌握过程特征，了解研究目的。模型仅在某个方面与实际过程等效实验目的仅是验证模型的可靠性，测定模型参数，工作量大为减少。模型方程是半经验、半理论的。3 影响床层压降的因素 A.流速的影响（同圆管）层流（Re3），高度湍流（Re100）；,B.物性的影响（同圆管）Re3，P,与无关 Re100 P，与无关C.床层特性的影响（1）空隙率：空隙率对压降P的影响非常大，反映在 的可变性大，可靠性差；较小的误差，将引起压降明显的误差（2）比表面积 P 2，对同形状颗粒，dp，越大，hf（P）。例：其他条件不变空隙率由0.5降为0.4，单位 床层压降增加2.8倍。,本次讲课习题：第4章 1，2问题（拿一张小纸写上，课后交）1）非球形颗粒用哪些参数来描述？2）计算颗粒平均直径的准则为什么？3）影响床层阻力最大的因素是什么？,
