颗粒群平均直径与带出速度的关系

在任何颗粒群中,各单颗粒的尺寸都不可能完全一样,从而形成一定的尺寸(粒度)分布;同时,不同粒度的颗粒在一定的空气条件下的沉降速度也不相同。在分级区中,气速的大小决定着被气体带入旋风分离器中小颗粒的量与直接加到多孔板上粗颗粒的量Gc的比例。这是一个重要的设计参数。

7.2.2.1　颗粒群的调和平均直径

尽管颗粒群具有某种粒度分布,但为简便起见,在许多情况下希望用某个平均值或当量值来代替。颗粒群的调和平均直径定义为

式中,xi表示直径为dpi-1～dpi的颗粒占全部颗粒的质量分数,若dpi-1与dpi相差不大,可以把这一范围内的颗粒视为具有相同直径的均匀颗粒,取

7.2.2.2　颗粒的带出速度

当流化床的表观气速达到颗粒的沉降速度时,颗粒被气流带出器外,故流化床的带出速度即为单个颗粒的沉降速度ut。沉降速度ut可由方程组

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计算,也可将曳力系数ζ写成如下的一般式

代入式(7-3),于是

不同Rep范围的常数b和n的值列于表7-2中。由于方程组的非线性,此方程组原则上需要用试差法求解。使用以下的量纲一判据K可以避免试差:

式中,dp为颗粒直径,m;g为重力加速度;ρp,ρ为颗粒和气体的密度,kg/m3;ut为颗粒的沉降速度,m/s;ζ为曳力系数;μ为气体的黏度,Pa·s。

表7-2　常数b和n的值