西北大学：《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）流体通过固定床的压降

西北大学化工原理课件 第三节 流体通过固定床的压降 一、颗粒床层的简化模型 1.床层的简化物理模型 把床层中的不规则通道简化成长度为L的一组 平行细管，并规定： (1)细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面； (2)细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙容 积

西北大学化工原理课件 把床层中的不规则通道简化成长度为Le的一组 平行细管，并规定： (1) 细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面； (2) 细管的全部流动空间等于颗粒床层的空隙容 积。 第三节 流体通过固定床的压降 一、颗粒床层的简化模型 1. 床层的简化物理模型

西北大学化工原理课件 虚拟细管的当量直径： 4×通道截面积×1。 4×床层的流通空间 de 润湿周边×1。 细管的全部内表面 以1m3床层体积为计算基准，则： 46 48 d,= aB a(1-s)

西北大学化工原理课件 4 e 4 e e l d l × × × = = × 通道截面积 床层的流通空间 润湿周边 细管的全部内表面 以1m 3床层体积为计算基准，则： 4 4 (1 ) e B d a a ε ε ε = = − 虚拟细管的当量直径：

西北大学化工原理课件 2.流体压降的数学模型 流体在细管内的流速 d。2 u u=Eu 41= u—空床流速（表观流速） L L 2 =2w 2'-1 8L '—模型参数

西北大学化工原理课件 2. 流体压降的数学模型 2 1 2 e f e p l u h d λ ρ Δ = = u1——流体在细管内的流速 ε ε u u = u1 u1 = u ——空床流速 (表观流速) 2 2 3 2 3 ( ) (1 ) (1 ) ( ) 24 8 (1 ) 8 e e e u l l ε a a u LL L a l u L ε ε λ ρλ ρ ε ε ε λ ρ λλ ε Δ℘ − − = = − = = ′ ′ λ′——模型参数

西北大学化工原理课件 3.模型的检验和模型参数的估计 (1)Kozeny方程 Kozeny实验得到 2'= K K'=5.0 Re'<2 Re' Re'= pu 44 a(1-8)4 把'代入得： △p=K-e'a uu —Kozeny方程

西北大学化工原理课件 3. 模型的检验和模型参数的估计 把 代入得： u a K L μ ε ε 3 2 2 (1− ) = ′ ΔP ——Kozeny方程 λ′ ε μ ρ μ ρ λ 4 (1 ) Re 5.0 Re 2 Re 1 − ′ = = ′ = ′ < ′ ′ ′ = a d u u K K e Kozeny实验得到 (1) Kozeny方程

西北大学化工原理课件 (2)Ergun方程 4.17 Ergun实验得到 '= +0.29 Re' 2=1501-e L e'd 17sp Re'=0.17~420 (3)影响床层压降的因素： 操作状况u 流体性质μ、p影响最大的是 e 床层特性e、aJ 4.因次分析法和数学模型法的比较（自学）

西北大学化工原理课件 Ergun实验得到 0.29 Re 4.17 +′ λ′ = 2 2 32 3 (1 ) (1 ) 150 1.75 Re 0.17 420 p p u u Ld d ε ε μ ρ ε ε Δ℘ − − = + ′ = ∼ (3) 影响床层压降的因素： 操作状况u 流体性质μ、ρ 床层特性ε、a 4. 因次分析法和数学模型法的比较（自学） (2) Ergun方程 影响最大的是ε