一、实验目的
流化床反应器,由于其结构上的特点,具有床内温度分布均匀,传热、传质效率较好,因此广泛地应用在石油、化工、煤炭、医药等部门,流态化技术日益受到重视。
通过本演示实验,要求了解气固相的运动特征,固定床、流化床的压降,如何表示临界流化速度及最大流化速度。
二、实验原理
气体通过固定床时,压力降随着流速不断增大。当压力降达到最高值时,床层开始松动,即开始流化。此时的流速称为临界流化速度umf ,当流速继续增大,以致使床层的固体颗粒带出,不再停留床内,此地的流速称为最大流化速度,umf因此测量压力降可直接反映流化速度。流速与压力降的关系可用图13-1表示。 当流体通过床层固体颗粒时,由于流体与床层固体颗粒间的摩擦及流体的紊流作用产生压降。压力降随空塔流速增大而增大。如AB线所示,AB为未流化的固定床。达到接近临界流化速度B点时,固体颗粒层开始膨胀而不流化,由于空隙率增大,压力降较前降低。在B点后,颗粒可以在小范围内重新排列,空隙率略有增大。在C点后,全部床层流态化,若再增大流速,当流体的向上流速大于颗粒的沉降速度时,则固体颗粒被流体带出,此时的压力降将减少。通过压力降的测量可以清楚表示它们的关系。
关于临界流休速度及最大流化速度,文献介绍的计算公式很多,但误差也很大,一般都采
用实验方法实测求得。
流量用孔板流量计测量:
式中:Vs——流体的体积流量,m3/s;
R——U型管压差计读数,m;动物胶配方整个过程
ρR——压差计中指示液密度,kg/m3;
Co——孔流系数。
压降:
△p=ΔR(ρ指-ρ)g
其中:ρ指——usb token压差计中指示液密度,kg/m3。
ΔR——U型管中位差,m。
g分级授权——重力加速度,g=9.81m/s2。
三、实验装置
该装置的主体部分为流化床的二维模型,相当于从一个圆筒型的流化床中沿轴向截取一个单元结构,如图13-2所示。上下两个锥体用以使气体分布均匀。上部气体出口处有一旋风分离器用于捕集被气流所带出的颗粒。下部气体进口处有一旋塞阀用于调节气体的流量,阀门后装有孔板流量计可指示流量的变化。床体左侧有二个取压孔并直接与U型管压差计相连,用它表示床层压力降变化。床体内装有离子交换树脂,作为固体颗粒,床认错下部锥体底装有瓷环填料,使气体分布均匀也进入主体。
四、实验方法
实验前检查仪器是否完好,连接部位是否泄漏。然后关闭旋塞阀启动风机,再逐渐打开阀门,注意床层压差计上压力降的变化。实验结束后将旋风分离所捕集的细小颗粒从进料口倒回床中。
五、数据记录表与处理表
序号 鬼屋道具 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
孔板流量计读数R | | | | | | |
压降读数△R | | | | | | |
餐具包装流速w→ | | | | | | |
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1、根据实验结果在直角坐标纸描绘~△R的关系曲线,出压降与流速的变化规律。
2、对实验结果进行讨论。
3、归纳你对本实验现象的观察和认识。
图13-2 流化床演示实验装置图