无机非金属专业设备讲解.docx
- 文档编号:29862724
- 上传时间:2023-07-27
- 格式:DOCX
- 页数:38
- 大小:43.79KB
无机非金属专业设备讲解.docx
《无机非金属专业设备讲解.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无机非金属专业设备讲解.docx(38页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
无机非金属专业设备讲解
粉碎机械
概述
一、粉碎过程
固体物料在外力作用下,克服了内聚力,使之碎裂的过程,称为粉碎过程。
基本的粉碎方式有
(a)挤压粉碎;物料夹在两个工作面之间,由于工作面施加逐渐增大的静压力而粉碎
(b)冲击粉碎;物料夹在两个作相对运动的工作面,靠运动的工作面对物料磨擦时所施的剪切力,或者靠物料彼此之间摩擦时的剪切作用而使物料粉碎
(c)摩擦剪切粉碎;高速运动的粉碎体对被粉碎物料的冲击和高速运动的物料向固定壁或靶的冲击
(d)劈裂粉碎等。
物料搁在尖棱工作体间受尖劈楔入,物料因拉应力而粉碎
二、粉碎模型
①体积粉碎模型
整个颗粒均受到破坏,粉碎后生成物多为粒度大的中间颗粒。
随着粉碎过程的进行,这些中间颗粒逐渐被粉碎成细粉成分。
冲击粉碎和挤压粉碎与此模型较为接近
②表面粉碎模型
在粉碎的某一时刻,仅是颗粒的表面产生破坏,被磨削下微粉成分,这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。
这种情形是典型的研磨和磨削粉碎方式。
③均一粉碎模型
施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的分散性破坏,直接粉碎成微粉成分
粉碎系统
一、分类
(a)为简单的粉碎流程;(b)为带预筛分的粉碎流程;(c)为带检查筛分的粉碎流程;(d)为带预筛分和检查筛分的粉碎流程
被粉碎物料的基本物性
一、强度
材料的强度是指其对外力的抵抗能力,通常以材料破坏时单位面积上所受的力来表示,单位为N/m或Pa。
二、硬度
硬度表示材料抵抗其他物体刻划或压入其表面的能力,也可理解为在固体表面产生局部变形所需的能量
三、易碎(磨)性
所谓易碎(磨)性即在一定粉碎条件下,将物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需要的比功耗,即单位质量物料从一定粒度粉碎至某一指定粒度所需的能量,
四、脆性
五、材料的韧性
材料的韧性是指在外力的作用下,塑性变形过程中吸收能量的能力。
颗粒的几何形态特性
一、粒度
1、粒度是表示颗粒尺寸大小的几何参数,是颗粒在空间范围所占大小的线性尺度。
球形度φ(Carman形状因数):
一个与待测的颗粒体积相等的球形体的表面积与该颗粒的表面积之比
2、累积分布
把颗粒大小的频率分布按一定方式累积,便得到相应的累积分布。
4、表征粒度分布的特征参数
(1)、中位粒径D50
在粉体物料的样品中,把样品的个数(或质量)分成相等两部分的颗粒粒径。
它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%,小于它的颗粒也占50%。
第二章颚式破碎机类型及工作原理
二、简单摆动型颚式破碎机工作原理
定颚1固定在机架的前壁上,动颚则悬挂在心轴6上可作左右摆动。
当偏心轴5旋转时,带动连杆4作上下往复运动,从而使两块推力板3亦随之作往复运动。
通过推力板的作用,推动悬挂轴6上的动颚作左右往复摆动当动颚摆向定颚时,落在颚腔的物料主要受到颚板的挤压作用而粉碎。
当动颚摆离定颚时,已被粉碎的物料在重力作用下,经颚腔下部的出料口自由卸出。
因而颚式破碎机的工作是间歇性的,粉碎和卸料过程在颚腔内交替进行。
这种破碎机工作时,动颚上各点均以悬挂轴6为中心,单纯作圆弧摆动。
由于运动轨迹比较简单,故称为简单摆动型颚式破碎机。
三、复摆颚式破碎机工作原理
复杂摆动型颚式破碎机动颚2直接悬挂在偏心轴5上,受到偏心轴的直接驱动。
动颚的底部用一块推力板3支撑在机架的后壁上。
当偏心轴转动时,动颚一方面对定颚作往复摆动,同时还顺着定颚有很大程度的上下运动。
动颚上的每一点的运动轨迹并不一样,顶部的运动受到偏心轴的约束,运动轨迹接近于圆形;底部的运动轨迹受到推力板的约束,运动轨迹接近于圆弧;在动颚的中间部分,运动轨迹为介于上述二者之间的椭圆曲线,且越靠近下部椭圆越扁长。
由于这类破碎机工作时动颚各点的运动轨迹较复杂,故称为复杂摆动型颚式破碎机(简称复摆颚式破碎机)。
2-2构造
颚式破碎机主要由机架和支承装置、破碎部件、传动机构、拉紧装置、保险装置和润滑冷却系统等部分组成。
一、钳角
颚式破碎机动颚与定颚间的夹角α称为钳角
性能及应用
1、性能
(1)颚式破碎机的优点是:
构造简单,管理和修理方便,工作安全可靠,适用范围广。
2)缺点
i、工作间歇性,有空转行程,增加了非生产性的功率消耗。
ii、由于动颚和连杆作往复运动,工作时产生很大的惯性力,使零件承受很大的负荷,对基础的质量要求也很高。
iii、在破碎粘湿的物料时,会使生产能力下降,甚至会发生堵塞现象。
iv、在破碎干片状物料时,片料易沿额板宽度方向通过而达不到破碎目的,造成出料溜子或下级破碎机进料口堵塞。
粉碎度不大。
第二章圆锥破碎机
1、工作原理
在圆锥破碎机中,破碎物料的部件是两个截锥体。
动锥(又称内锥)1固定在主轴上,定锥(又称外锥)2是机架的一部分,是静置的。
主轴的中心线与定锥的中心线于点O相交成β角。
主轴悬挂在交点O上,轴的下方活动地插在偏心衬套中。
衬套以偏心距r绕OO旋转,使动锥沿定锥的内表面作偏旋运动。
在靠近定锥处,物料受到动锥挤压和弯曲作用而被破碎;在偏离定锥处,已破碎的物料由于重力的作用从锥底落下。
因为偏心衬套连续转动,动锥也就连续旋转,故破碎过程和卸料过程沿着定锥的内表面连续依次进行。
一、粗碎圆锥破碎机性能和应用
(一)、粗碎圆锥破碎机性能
与颚式破碎机相比较,粗碎圆锥破碎机的优点是:
破碎过程是沿着圆环形破碎腔连续进行的,因此生产能力较大,单位电耗较低,工作较平稳,适于破碎片状物料,破碎产品的粒度也较均匀。
产品粒度组成中超过出料口宽度的物料粒度较颚式破碎机为小,数量也少。
同时,料块可直接从运输工具倒入进料口,无需设置喂料机。
粗碎圆锥破碎机的缺点
结构复杂,造价较高,检修较困难,机身较高因而使厂房及基础构筑物的建筑费用增加。
(一)、粗碎圆锥破碎机性能
优点是:
生产能力大,破碎比大,单位电耗低。
缺点是:
构造复杂,投资费用大,检修维护较困难。
第四章锤式破碎机
1、工作原理
锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子的转子。
通过高速旋转的锤子对料块的冲击进行粉碎。
转子静止时,由于重力关系,锤子下垂。
当转子转动时,锤子在惯性离心力的作用下,作辐射状向四周伸开。
进入机内的料块,受到锤子打击而破碎。
继而,由于料块获得动能,以较高的速度向打击板冲击或互相冲击而破碎。
小于篦缝的物料,通过篦缝向下卸出,少部分尚未达到要求尺寸的料块,仍留在筛面上继续受到锤子的冲击和磨剥作用,直至达到要求尺寸后从篦缝卸出。
(一)单转子锤式破碎机
构造
在机壳6内,平行安装有两个转子。
转子由臂形的挂锤体4及铰接在其上的锤子3组成挂锤体安装在方轴7上。
锤子是多排式排列,相邻的挂锤体互相交叉成十字形。
两转子由单独的电动机带动作相向旋转。
工作原理
破碎机的进料口设在机壳上方正中,进料口下面,在两转子中间设有弓形篦篮1,蓖篮由一组互相平行的弓形蓖条2组成。
各排锤子可以自由通过草条之间的间隙。
蓖篮底部有凸起成马鞍状砧座8。
1、性能
锤式破碎机的优点是:
生产能力高,粉碎度大,电耗低,机械结构简单,紧凑轻便,投资费用少,管理方便。
缺点是:
粉碎坚硬物料时,锤子和蓖条磨损大,消耗较多金属和检修时间,需要均匀喂料,粉碎粘湿物料时会减产,甚至由于堵塞而停机。
第五章反击式破碎机
1、工作原理
反击式破碎机是在锤式破碎机基础上发展起来的。
其主要的工作部件为带有板锤2的高速旋转的转子1。
喂入机内料块,在转子回转范围(即锤击区)内受到板锤冲击,并彼高速抛向反击板3,再次受到冲击,然后又从反击板反弹到板锤,继续重复上述过程。
在往返途中,物料间还有互相碰击作用。
由于物料受到板锤的打击,与反击板的冲击以及物料相互之间的碰撞,物料不断产生裂缝,松散而致粉碎。
当物料粒度小于反击板与板锤之间的缝隙时,就被卸出。
3、反击式破碎机与锤式破碎机比较相同点:
两者工作原理相似,都是以冲击方式粉碎物料。
不同点:
1)、转动方向
锤式破碎机的锤头顺着物料落下方向打击物料,而反击式破碎机的板锤则是自下向上迎击投入的物料,并把它抛掷到上方的反击板上。
2)、能量利用率
反击式破碎机的板锤固定装在转子上,并有反击装置和较大的破碎空间,能更多地利用冲击作用,充分利用转子能量,因而其单位电耗和金属消耗均比锤式以及其它破碎机为少。
3)产品粒度
反击式破碎机主要是利用物料所获得的动能,进行选择性冲击粉碎,工作适应性较大。
在相同的喂料粒度和生产能力的条件下,其质量系数远比其它破碎机为大。
调整转子的速度就会很灵敏地影响产品的粒度
反击装置的结构型式大致有四种:
(1)自重式:
破碎机工作时,反击板借自重保持其正常位置。
当遇到难碎物时,反击板迅即抬起,难碎物排出后又重新返回原处。
其间隙大小通过悬挂螺栓进行调整。
(2)重锤式:
利用重锤维持反击板的工作位置。
其平衡力大小可以通过重锤在杠杆上位移进行调整,并用螺钉固定。
(3)弹簧式:
反击板在工作时的位置是通过弹簧的预压力保持的。
遇到难碎物时,难碎物克服弹簧的预压力,从腔内排出。
弹簧的压缩变形量应与可能进入腔内的难碎物大小相适应。
(4)液压式:
利用油压装置调节反击板的位置,同时也作为保安装置。
§5-4、性能及应用
反击式破碎机结构简单,制造维修方便,工作时无显著不平衡振动,无需笨重的基础。
它比锤式破碎机更多地利用了冲击和反冲击作用,进行选择性破碎,料块自击粉碎强烈,因此粉碎效率高,生产能力大,电耗低,磨损少,产品粒度均匀且多呈立方块状。
反击式破碎机的粉碎度大,为40左右,最高可达150。
第六章球磨机
§6-1工作原理及类型
一、工作原理
物料经过喂料空心轴加入到筒体内,当磨机回转时,物料与粉磨介质混合,介质在惯性离心力和筒体内壁产生的摩擦力的作用下,贴附在筒体内壁与筒体一起回转,并被带到一定的高度,由于介质本身质量的作用,产生自由泻落或抛落,冲击筒体底部物料,同时在磨机筒体回转过程中,粉磨介质还有滑动和滚动,使介于其间物料受到磨剥作用,这样不断地冲击和磨剥而将物料粉磨成细粉。
由于进料端不断加入物料,进料端和出料端之间存在料位高差,并且介质下落时,冲击物料所造成的轴向推力,因此,磨机筒体虽然是水平放里,但物料却由进料端缓慢地流向出料端,完成粉磨作业。
二、分类
球磨机的类型很多。
其共同点是:
都有一个水平放置的回转筒体。
差别在于筒体的形状、装载的粉磨介质、进卸料的方法、支承与传动方式、操作与生产方法的不同而成为各种型式的球磨机。
2、衬板
(1)衬板的作用和形式
衬板用来保护筒体,免受粉磨介质和物料的直接冲击和摩擦,同时也可利用不同形式的衬板来调整各仓内粉磨介质的运动状态。
平衬板压条衬板凸棱衬板④波形衬板5阶梯衬板6半球形衬板7波纹衬板8锥形分级衬板9角螺旋分级衬板10端盖衬板
粉磨介质的运动方式
泻落状态
磨机筒体的回转速度,决定着粉磨介质产生的惯性离心力的大小,对介质的运动状态影响很大。
筒体转速较低时,靠摩擦力的作用,介质随同筒体沿同心圆轨迹升高。
当面层介质的斜度超过自然休止角时,介质就沿着斜面一层层地泻落下来,周而复始的进行循环,这种状态称为泻落状态。
抛落状态
筒体转速较高时,介质受到较大的惯性离心力作用,紧贴在筒壁上沿圆弧轨迹提升,超过自然休止角时,介质仍不滚下。
直至介质的重力与惯性离心力平衡时,介质才从空间抛下,这种状态称为抛落状态。
抛落的介质,对筒体下部的介质或筒体衬板上物料产生冲击作用,使之粉碎。
同时,筒体回转过程中,介质的滚动和滑动,对物料兼施于磨剥作用。
通常球磨机以这种运动状态工作。
离心状态
筒体转速过高时,介质受到的惯性离心力超过了重力,不能脱离筒体,而随同筒体一起转动,介质由外层至内层都达到离心状态,形成一个紧贴筒体内壁的圆环,随同筒体一起旋转,称为离心状态。
介质既不抛落,介质之间又无相对运动,对物料不起任何粉磨作用。
因此,球磨机转速不能太高,有一定限制。
开始出现这种情况时的转速,称为球磨机的临界转数。
球磨机应低于临界转数之下工作。
(1)粉磨介质的种类
普遍使用的粉磨介质有球形、短柱形和棒形等三种。
球形介质向物料冲击时,接触于一点,应力集中,使物料容易粉碎。
大颗物料用冲击方式粉碎比较有效,故球形介质多用在粗磨机或管磨机的头几仓中。
柱形介质称段,彼此之间是线接触,接触面积较大,能够加强磨剥效应,所以宜用于细小物料的磨剥方式粉磨,例如用在细磨机或管磨机的最后一仓中。
棒形介质质量较大,宜于粉碎大块物料,产品粒度均匀,用于棒磨机或棒球磨机的头仓中。
1)选配介质的原则
粉磨工艺对介质的要求:
物料粉磨过程中,开始粒度较大,需停用较大直径的介质的冲击。
随着物料粒度变小,就需小直径的介质进行研磨,使物料和介质很好地接触。
在介质装填量不变的情况下,减小介质的尺寸,便能增加物料与介质的接触,提高粉磨效率。
选配介质的原则是:
在能将物料粉碎的前提下,尽量选用尺寸小的介质,而且大小介质作适当配合,使填充密度增大。
这样,既能保证具有一定的冲击能力,又有一定的磨剥能力。
第七章振动磨机
一、工作原理
振动磨机是借助筒体的振动,使粉磨介质获得加速度运动,而以冲击和磨剥方式对物料进行细磨和超细磨。
三、构造
圆柱形筒体1内装有粉磨介质及物料,筒体支承在弹簧4上。
在筒体中心管内装有滚动轴承3,轴承内安装着激振器2,激振器由偏心轴及安装在其上的偏心重物组成。
当激振器由电动机与经弹性联轴器6带动旋转时,由于惯性离心力的作用,使得支承在弹簧4上的筒体发生振动,磨内的介质也跟着振动。
当振动频率较大时,引起介质自转、抛动及互相冲击。
夹在介质中间的物料受到冲击和磨剥作用而粉碎。
一、性能
优点是:
由于高速工作,可以直接与电动机相连,设备重量及占地面积都小,由于介质填充率和振动频率都高,单位容积产量高,电耗低,粉磨适应性强,可用于各种物料的细磨和超细磨。
缺点是:
对机械上的要求高,特别是大规格磨机弹簧及轴承等零件易于损坏,喂料粒度不能过大,应小于10~30mm,对于某些物料(韧性或热敏性物料等)粉磨困难,但近年来采用超低温粉磨技术,已得到解决,单机的生产能力低,不能满足大型企业的需要。
第八章辊磨机
§8-1工作原理及类型
在喂入物料形成的环形料床上,物料被咬入磨辊和磨盘之间,大块料首先受到磨辊的滚压作用。
研磨压力先集中在大块物料上,物料受到挤压很快地、大幅度地被粉碎。
然后,磨辊施加的压力很快地传到次一级的大块料上,如此延续下去。
伴随物料粒度减小的挤压过程,在滚压作用下,各物料颗粒在密集空间重新组合。
随之所产生的挤压和剪切力,进一步将较小料粒粉磨。
磨辊和磨盘间一定的相对运动,还有助于防止粘湿物料引起的堵塞。
与球磨机比较,球磨机是借助于介质对物料的冲击及磨剥作用而实现粉磨的。
磨内介质与物料相遇的机会远少于介质本身相遇的机会,故它们的绝大部分能量均消耗于彼此冲撞之中。
因此,在粉磨过程中,介质的提升冲击发热、糊球、结块等现象,使球磨机消耗大量无用功,有害的能量过多是很难消除的。
由于它的粉磨特点,决定了其粉磨效率极低,仅有1~3%。
辊磨机的粉磨作用,则是基于沉重的磨辊对物料层的滚压作用而实现的。
对经过滚压的物料再次加以滚压时,可进一步实现相当有效的粉磨。
辊磨机带有空气分级装置(即分离器),粉磨物料从磨盘边缘溢出,由于磨盘的惯性离心力和高速气流的作用,使物料扬起进行初分级,粗粉返回磨盘再粉磨,这种连续循环粉磨是很有效的,可得到所需的细度而不发生结块现象。
同时,喂入物料在研磨室停留时间短,因而料床中实际上不存在已磨细的物料,磨机没有多余负荷以及结块形成的威胁。
由于辊磨与球磨粉磨原理的不同,决定了两者在粉磨效率和节能方面的差别。
表明前者的粉磨效率比后者高,因而节能。
二、分类
1、辊子式
2、摆辊式
3、滚球式
二)、按研磨体的组合形式
按研磨体的组合形式,主要可分为以下几种:
1、锥辊-平盘式
2、锥辊-碗式
3、鼓辊-碗式
4、双鼓辊-碗式
5、圆柱辊-平盘式
6、球-环式
7、圆柱辊-环式
与球磨机比较,它具有以下优点:
1.电耗低
辊磨机采用滚压料层的方式粉磨物料,同时本身带有选粉装置,能及时排出细粉,避免了过粉碎现象,因而粉磨效率高,节能效果非常显著。
较球磨机可节电20~35%。
随着物料水分的增加,节能效果更加显著。
2.烘干能力大
辊磨机采用气体作为烘干和输送物料的介质,因此特别适于烘干兼粉磨作业。
可充分利用预热器和煅烧窑排出的300-350℃低温废气,烘干与粉磨水分为8~10%的物料。
如采用同样低温废气作热源的各种烘干球磨机,只能烘干与粉磨水分为3.5~5%的物料。
如果另设辅助热风炉,入磨气温升高到450℃左右,则可烘干与粉磨水分为15~20%的物料。
因而可省去烘干系统。
3、入磨粒度较大
辊磨机的入磨粒度可达磨辊直径的5%左右,一般在50~150mm之间。
而球磨机的入磨粒度一般要求小于30mm。
因此可省去二级破碎设备。
4、产品粒度较均齐,调整产品细度和成分容易,便于自动控制
5、工艺流程简单,占地面积小
6、噪音低,扬尘少,操作维修方便
辊磨机的缺点
辊磨机的缺点在于不适于粉磨硬质和磨蚀性的物料,使用寿命较短,维修较频繁,而且它的磨损件比球磨机的贵。
第九章自磨机
一、工作原理
无介质磨机的工作原理和结构上与球磨机相似,但它不用钢球或钢棒等粉磨介质,而是利用物料本身之间的相互粉磨作用,即大块物料对小块物料进行冲击和磨就,同时大块物料本身也逐渐磨蚀或粉碎的一种磨机。
二、分类
无介质磨机按喂料中是否加入水分,分为干法和湿法两类。
前者称为气落式磨机,后者称为瀑落式磨机。
三、气落式磨机构造
四、瀑落式磨机构造
六、无介质磨机的主要特点
无介质磨机的主要特点是:
物料自磨,选择性粉碎作用强,因此无论粉碎坚硬或松软物料,都能得到细小粒度的产品;
能粉磨磨蚀性极强的物料(如砂岩等),磨机的金属损耗很低;
在干磨时,能处理含水分达4%的物料,送入热气流时,可以粉磨含水分达12%的物料,因为物料互相冲击和磨剥,不与衬垫作用产生,特别是能够在一台磨机中同时完成粗碎和粉磨作业,从矿山运来的原料可以直接送入磨内粉碎,因此工艺流程简单、占地面积小、投资省,在同样生产能力情况下,投资费用约为球磨机的40%。
第二篇筛分机械
一、筛分
将固体物料通过具有一定孔眼或缝隙的筛面而分成不同粒级的作业称为筛分
按筛分用途不同,主要可分为独立筛分和辅助筛分两类。
筛分后所得的产品即为成品的筛分称为独立筛分。
工业生产中,有时需要将物料分为若干级别的产品,有时需要将物料中过大或过小的颗粒除去,此时采用独立筛分。
与粉碎作业配合的筛分称为辅助筛分。
在粉碎前进行的辅助筛分称为预先筛分,它可在粉碎前分出已符合粒度要求的产品,提高粉碎作业的生产能力,降低电耗,在粉碎后对所得产品进行筛分,这种辅助筛分称为检查筛分。
工业上使用的筛分机类型很多,按筛面的运动方式可分为如下四类:
1.固定筛
筛面固定,构造简单。
动力小或不需要动力,可用作破碎作业的预先筛分。
有固定格筛和滚轴筛等。
2.回转筛
由筛网或筛板制成筒形筛面作回转运动的筛机。
有回筒筛、圆锥筛、角柱筛和角锥筛等。
3.摇动筛
依靠曲柄连杆传动机构使筛而产生往复运动。
有单筛箱摇动筛和双筛箱摇动筛等。
4.振动筛
依靠激振器使筛面产生振动的筛机,按传动方式可分为机械振动筛和电磁振动筛两类。
根据筛面运动轨迹不同,又可分为圆振动筛和直线振动筛两类。
目前,振动筛应用较多,尤其是机械振动筛使用更为普通。
第三篇两相流体力学及设备
第十一章两相流体力学的基本原理
一、多相流体力学
多相流体力学是近期发展起来的一门流体力学分支。
许多不同态物质的混合物的流动体系称为多相流动
三、两相流动系统的共同特点
1、系统中除了固体颗粒外,至少另有一种流体(气体或液体)同时存在;
2、系统中除了颗粒与流体的运动外,往往还存在着其它传递过程(相内或相界面的能量与质量的传递)以及同时进行着的化学反应过程;
3、系统中至少存在着一种力场(重力场、惯性力场、磁或电力场等);
4、系统中颗粒的粒径范围为10-5~10cm(大致介乎烟雾中最大颗粒或微尘中最小颗粒和水泥立窑的粒料之间)。
颗粒流体的两相流动按其本身系统性和作用过程可分为三种典型情况:
(1)流体穿过固定的颗粒层(即固定床)的流动,例如立窑中粒料的煅烧,移动式炉篦上熟料的冷却、料浆的过滤脱水以及过滤层收尘等过程;
(2)当流体速度增加到一定程度,固定颗粒层呈现较疏松的活动(假液化)状态(即流化床)的流动,例如流态化烘干预热、粉状物料的空气搅拌以及空气输送斜槽的气力输送等过程;
(3)流体与固体颗粒相对运动速度更高,颗粒在流体中呈更稀的悬浮态运动(即连续流态化)的流动,例如悬浮预热分解、沉降、收尘、分级分选、气力输送等过程。
沉降规律
从运动方程式可看出,颗粒在静止流体中沉降的加速度,决定于剩余重力和流体阻力,对于一定尺寸的颗粒在一定流体中沉降时,G0为常数,而流体阻力则随着运动速度之提高而增大。
如果重力大于浮力,开始沉降瞬间,颗粒将受到其本身重力作用而加速降落。
沉降时由于流体与颗粒表面的摩擦而产生与运动方向相反的阻力,同时阻力随降落速度的增加而增大。
经过片刻,当流体阻力增大到等子颗粒剩余重力时,颗粒受力处于平衡,加速度为零,以后颗粒即以此时的瞬时速度作匀速向下降落。
1、固定床
当流速较低时,颗粒层静止不动。
颗粒彼此相互接触,流体从颗粒之间的孔道流过,这种状态的颗粒层称为固定床
2、流化床
当流速提高到umf之后,流体穿过颗粒层产生的压强降与床层颗粒的剩余重力相等。
床层开始膨胀和变松,空隙率比固定床增大许多,固体颗粒被流体吹起而浮动于流体之中,在一定的空间作无规则的飞翔运动,具有流动性。
整个床层具有类似液体的性质,固体进入了流态化状态。
这种状态的颗粒层称为流态化床(简称流化床)。
在流化床阶段,固体颗粒上下翻动,犹如液体的沸腾现象,故又称沸腾床。
流态化床的特点
固定床与流态化床的分界点F称为流态化临界点。
相应的流速umf称为流态化临界速度(或称最小流化速度)。
流态化床的床层高度和空隙率随流速脚的升高而增大。
但流体穿过床层的实际流速ufs却维持不变。
这是因为随着净空流速uf的提高,流态化床在胀大,使得颗粒之间的流通截面也跟着增大的缘故。
因此,如果忽略由于器壁效应产生的阻力损失时,在流态化床内的流体阻力损失并不因流速uf的提高而变化。
因而在这一较大的范围内增加流体的速度,并不增加流体流动需要的功率。
3、气流输送阶段
流态化床内流体的实际流速ufs远较床层上方的流体流速uf为大,所以几乎全部的颗粒都会从床层上方的空间跌回床层中。
不过当流速增大到某一uf值,超过悬浮速度时,流化床上界面消失,颗粒将被流体陆续带出容器之外。
固体便开始进入连续流态化状态。
此时系统中固体浓度降低得很快,使流体和颗粒间的摩擦损失大为减少,床层压强显著下降,系统由类似液体性质的密相流态化进入更类似于气体性质的稀相流态化。
工业上利用这种性质,把固体颗粒像流体一样用管道输送,所以该阶段称为气流输送阶段。
开始进入连续流态化状态的T点,称为连续流态化临界点。
T点所具有的流体速度ut称为流化极限速度(带出速度或最大流化速度)。
显然,流化床的形成需在流化临界速度umf和带出速度ut之间。
在连续流态化临界点上,床层的高度为无穷大,空隙率达到1。
1)散式流态化
液体流态化床较接近于理想流态化。
床内颗粒均匀地分散,床层均匀而平稳地流化,而且有一个平稳的上界面,这样的流态化称为散式流态化(均一流态化或平稳流态化),简称液体流态化。
2)聚式流态化
床层中气固两相的流动状态和液固系统相差很多,床内颗粒成团地湍动,气体主要以气泡形式通过床层而上升,在这些气
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无机 非金属 专业 设备 讲解