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第5章 颗粒的沉降和流态化 - Coggle Diagram
第5章 颗粒的沉降和流态化
5.2 颗粒的沉降运动
5.2.1 流体对颗粒的曳力
曳力组成：表面曳力（剪切力）+ 形体曳力（压力差）
曳力系数（ζ）：与颗粒雷诺数（Reₚ）相关，分3个区域：
斯托克斯区（Reₚ<2）：ζ=24/Reₚ
阿仑区（2<Reₚ<500）：ζ=18.5/Reₚ⁰·⁶
牛顿区（500<Reₚ<2×10⁵）：ζ≈0.44
非球形颗粒：需修正曳力系数（图5-2）
5.2.2 颗粒的自由沉降
沉降过程：加速段（短，可忽略）→ 等速段（终端速度uₜ）
终端速度公式：
斯托克斯区：uₜ = dₚ²(ρₚ-ρ)g/(18μ)
牛顿区：uₜ = 1.74√[dₚ(ρₚ-ρ)g/ρ]
影响因素：干扰沉降、端效应、分子运动、非球形等
应用案例：颗粒大小测定、落球黏度计（例5-1、5-2）
5.1 概述
研究对象：流-固两相体系中颗粒与流体的相对运动
应用场景：沉降分离、流化床、颗粒输送等
5.3 沉降分离设备
5.3.1 重力沉降设备
降尘室：
原理：停留时间≥沉降时间，处理量qᵥ=A底uₜ（与高度无关）
多层降尘室：处理量提升(n+1)倍（n为隔板数）
案例：例5-3、5-4
增稠器：连续式重力沉降，用于悬浮液澄清+增稠
分级器：利用沉降速度差异分离不同粒径/密度颗粒
5.3.2 离心沉降设备
离心分离因数（α）：α=ω²r/g（远大于1）
旋风分离器（气-固分离）：
原理：离心力使颗粒甩向器壁，核心参数（表5-1）
性能指标：分离效率（总效率、粒级效率）、压降
结构优化：扩散式、XLP/B型（减少颗粒二次卷起）
旋风分离器组：并联操作提升效率
工业应用
组合工艺：旋风分离器+湿法除尘（洗涤塔）
适用场景：合成气净化、除尘等