西北大学：《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）颗粒床层的特性

西北大学化工原理课件 第二节颗粒床层的特性 一、单颗粒的特性 1.球形颗粒 体 积 V= π 3 表面积 S=nd 比表面积 S 6 Q- (m21m2) d 式中：d,一球形颗粒的直径

西北大学化工原理课件 第二节 颗粒床层的特性 一、单颗粒的特性 1. 球形颗粒 体 积 表面积 比表面积 3 6 V dp π= 2 p S d = π 6 2 3 ( / ) p S a mm V d = = 式中：dp——球形颗粒的直径

西北大学化工原理课件 2.非球形颗粒一定义当量直径 在体积等效一体积当量直径 V= π do= 6 表面积等效一面积当量直径 S= d2 S一元 6 比表面积等效一比表面当量直径 a= 6一4 a 6 S a= πd2 dea v d 6 d d -(4-yd.-vd

西北大学化工原理课件 在体积等效 —体积当量直径 3 3 6 6 p ev V V dd π π = = 2 p es S Sd d π π = = 6 6 ea p a d d a = = 表面积等效 —面积当量直径 比表面积等效 —比表面当量直径 2. 非球形颗粒——定义当量直径 2 3 3 2 2 6 6 ( ) es ea ev ev ev ea ev ev es es S d a d V d d d d dd d d π π ψ = == == =

西北大学化工原理课件 πd 2 与非球形颗粒具有相同体积的球的表面积 πd 2 非球形颗粒的实际表面积 s 称平为形状系数。对体积相同的实体，球形的表 面积最小。 结论：任何非球形颗粒"<1 对非球形颗粒通常定义dv(简为d)和平： v= a- 6 6 W

西北大学化工原理课件 称ψ为形状系数。对体积相同的实体，球形的表 面积最小。 2 3 6 6 e e e d Vd S a d π π ψ ψ = == 对非球形颗粒通常定义dev (简为de) 和ψ： 结论 ：任何非球形颗粒 ψ＜1 2 2 ev es d d π ψ π = = 与非球形颗粒具有相同体积的球的表面积 非球形颗粒的实际表面积

西北大学化工原理课件 二、颗粒群的特性 1.粒度分布的筛分分析 对大于70um的颗粒，采用一套标准筛进行测量。 常用泰勒标准筛：每英寸边长上开的孔数为目数。 2.分布函数和频率函数 (1)分布函数： F 号筛子一筛孔尺寸dpi F:=（筛过量/试样总量) dpi 粒径d。 图4-1粒度分布函数

西北大学化工原理课件 二、颗粒群的特性 1. 粒度分布的筛分分析 对大于70μm的颗粒，采用一套标准筛进行测量。 常用泰勒标准筛：每英寸边长上开的孔数为目数。 2. 分布函数和频率函数 i号筛子—筛孔尺寸dpi Fi=（筛过量/试样总量） （1）分布函数：

西北大学化工原理课件 分布函数的重要特性 ①对应于某一尺寸d的F,表示直径小于d,的颗粒 占全部试样的质量分率； ②在该批颗粒的最大直 径dpmax处，分布函数F:=l。 (2)频率函数： 产司 X d: dpi di-1 粒径dp dx=(d+d) 图4-2 频率函数曲线 x=(某号筛面上的颗粒质量/试样总量)

西北大学化工原理课件 分布函数的重要特性 ①对应于某一尺寸dpi的Fi 表示直径小于dpi的颗粒 占全部试样的质量分率； （2）频率函数： 1 1 1 ( ) 2 i i i i pi ii x f d d d dd − − = − = + xi=（某号筛面上的颗粒质量/试样总量） ②在该批颗粒的最大直 径dpmax处，分布函数Fi =1

西北大学化工原理课件 频率函数的重要特性 ①在一定范围内的颗粒占全部试样的质量分率 等于该颗粒范围内频率函数曲线下的面积； ②频率函数曲线下的全部面积为1。 3.颗粒群的平均直径 或dn= 1 Σ 式中：m一总质量 m一相邻两号筛之间的颗粒质量，其直径为d: 对非球形颗粒以（亚d),代替式中的d

西北大学化工原理课件 频率函数的重要特性 ① 在一定范围内的颗粒占全部试样的质量分率 等于该颗粒范围内频率函数曲线下的面积； ② 频率函数曲线下的全部面积为1。 3. 颗粒群的平均直径 11 1 () i i m m pi pi i pi m x d d dm d x d =∑ =∑ = ∑ 或 式中：m—总质量 mi—相邻两号筛之间的颗粒质量，其直径为dpi； 对非球形颗粒以（ψde)i代替式中的dpi

西北大学化工原理课件 三、床层特性 1.床层空隙率 床层体积一颗粒所占体积 床层体积 空隙率通过实验测得，一般乱堆床层的空隙率： e=0.470.7 2.床层的各向同性 非球形颗粒乱堆时，各颗粒的定向应是随机的， 即认为床层是各向同性的。其特点是：

西北大学化工原理课件 三、床层特性 1. 床层空隙率 床层体积 床层体积−颗粒所占体积 ε = 空隙率通过实验测得，一般乱堆床层的空隙率： ε=0.47～0.7 非球形颗粒乱堆时，各颗粒的定向应是随机的， 即认为床层是各向同性的。其特点是： 2. 床层的各向同性

西北大学化工原理课件 Go- 某截面上的空隙面积 床层截面积 但壁效应存在，当D/d,较大时壁效应可忽略。 3.床层的比表面积aB 单位床层体积所具有的颗粒表面积称为床层 的比表面积，以a表示。 ns nva 'a aB= V0-e)a=1-6)a V

西北大学化工原理课件 床层截面积 某截面上的空隙面积 ε = 但壁效应存在，当D/dp较大时壁效应可忽略。 3. 床层的比表面积 a B a V V a V V a V nva V ns a p B ( 1 ) ( 1 ) ε ε = − − = = = = 单位床层体积所具有的颗粒表面积称为床层 的比表面积，以 a B表示