
【化】 fluidization
【化】 fluid state
burn up; change; convert; melt; spend; turn
流态化(Fluidization)是化学工程与过程工程领域的核心概念,指固体颗粒在流体(气体或液体)作用下呈现类似流体动态特性的过程。当流体向上通过颗粒床层时,流速达到临界值后,颗粒间作用力被流体动力抵消,床层膨胀并表现出流动性,此时固体颗粒可像液体一样自由流动、混合及传递热量与质量。
该现象最早由德国科学家Fritz Winkler于1921年在煤气化反应器中观察到,后由美国麻省理工学院学者系统研究并建立理论模型。其基本原理可通过Ergun方程描述流体通过固定床的压降: $$ ΔP = frac{150μ(1-ε)}{d_pε}v + frac{1.75ρ(1-ε)}{d_pε}v $$ 其中μ为流体黏度,ρ为密度,ε为空隙率,d_p为颗粒直径。
工业应用涵盖石油催化裂化、煤粉燃烧、制药造粒等30余个领域。例如流化床反应器(FBR)通过精确控制气速实现颗粒循环,比传统反应器传热效率提高5-8倍。权威研究机构如美国化学工程师协会(AIChE)将其列为单元操作标准化教材内容。
流态化(Fluidization)是指固体颗粒在流体(气体或液体)作用下悬浮并呈现类似流体流动状态的现象。以下是其核心要点:
核心概念
当流体以一定速度通过固体颗粒层时,流体对颗粒的曳力与浮力之和等于颗粒重力,使颗粒脱离固定状态,形成类似流体的运动特性。这种现象在工业中多指气固两相流态化(如沸腾床)。
形成条件
需达到临界流化速度($U_{mf}$),即流体速度使颗粒开始悬浮的最小值,此时压降满足:
$$Delta P = frac{text{床层颗粒重量}}{text{截面积}}$$
固定床阶段
低流速下,颗粒静止,流体仅通过颗粒间隙,压降随流速线性增加。
流态化床阶段
流速达到$U_{mf}$时,颗粒悬浮并自由运动,床层呈现流体特性(如流动性、表面水平性)。
气力输送阶段
流速超过终端速度($U_t$)时,颗粒被流体带走,形成气力输送。
技术优势
典型应用
流态化分为狭义(传统垂直方向操作)和广义(包含倾斜或振动辅助流化)。需注意控制流速,避免颗粒团聚或过度夹带。
如需进一步了解临界速度计算或具体工业案例,可参考流体力学教材或化工工艺手册。
氨基硫脲嘧啶班伯格氏液不合法蝶腭神经节试验丁基格尼雅试剂抵销权酚雷琐辛工场内试验恒温传热猴结节线虫还原性脱氨基监护选择纪律措施藜离子交换平衡露脸马赛皂目标轨道耐火衬料喷补机脑穿通畸胎胼胝体周支全额差异去氧尿苷日常过帐赊销商品失踪的托销寄售突座