1 颗粒的物性 - 副本.ppt

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1、1.1.4颗粒的密度（一）密度1、定义：材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算：ρ=m/VP式中：ρ----密度(kg/m3)m----材料质量（kg）VP----材料在绝对密实下的体积（m3），简称为绝对体积或实体积。体积：V质量：M（二）表观密度1、定义：表观密度指材料在自然状态下，单位体积的质量。按下式计算ρP=m/V式中：ρP----材料的表观密度(kg/m3)m----材料质量（kg）V----材料在自然状态下的体积（m3），包括材料的孔隙体积在内的材料体积。（三）孔隙率定义：是指材料中孔隙体积占材料总体积的百分数，以e表示，可用下式计算e=[（V-VP）

2、/V]X100%式中e----颗粒的孔隙率（%）V----颗粒的自然体积VP----颗粒的绝对密实体积6Stokes形状系数Kv由颗粒的Stokes尺寸定义及颗粒的Stokes形状系数的定义可得2、、曳力系数（dragcoefficient）的三个经验公式颗粒表面的总曳力Fd(1)Rep<2，层流区(斯托克斯定律区)(2)22×105，湍流边界层区边界层内的流动也转变为湍流，流体动能增大使边界层分离点向后移动，尾流收缩、形体曳力骤然下降，实验结果显示此时曳力系数下降且呈现不规则的现象

3、，Cd0.1。球形颗粒对于球形颗粒对于球形颗粒设直径为d、密度为ρs的光滑球形颗粒在密度为ρ，粘度为μ的静止流体中作自由沉降。此时颗粒受到阻力、浮力和重力的作用，其中阻力是由摩擦引起的，随颗粒与流体间的相对运动速度而变，仿照管内流动阻力计算式：浮力Fb阻力Fd重力Fg则，受力情况：三、球形颗粒的沉降速度（Freesettlingandsettlingvelocity）合力为零时，颗粒与流体之间将保持一个稳定的相对速度。FdFgFbut由颗粒与流体综合特性决定，包括待定的曳力系数CD——重力场中的沉降速度根据牛顿第二运动定律：Fg-Fb-Fd=ma自由沉降与沉降速度（Freesett

4、lingandsettlingvelocity）颗粒-流体体系一定，ut一定，与之对应的Rep也一定。根据对应的Rep，可得到不同Rep范围内ut的计算式：(1)Rep<2，层流区(斯托克斯公式)(2)2

5、流区进行假设成立，沉降末速度为2.73×10-3m/s。3、降尘室的计算降尘室的计算设计型操作型已知气体处理量和除尘要求，求降尘室的大小用已知尺寸的降尘室处理一定量含尘气体时，计算可以完全除掉的最小颗粒的尺寸，或者计算要求完全除去直径dp的尘粒时所能处理的气体流量。例1拟采用降尘室回收常压炉气中所含的固体颗粒，降尘室底面积为10m2，宽和高均为2m，炉气处理量为4m3/s。操作条件下气体密度为0.75kg/m3，粘度2.6×10-5Pa·s,固体密度为3000kg/m3。求(1)理论上能完全捕集下来的最小粒径；(2)粒径为40μm颗粒的回收百分率；(3)若完全回收直径为15μm的尘粒，对

6、降尘室应作如何改进?解：(1)能完全分离出的最小颗粒的沉降速度沉降属于滞流区，因而能除去最小颗粒直径：(2)直径为40μm的颗粒必在滞流区沉降，其沉降速度ut′：因气体通过降尘室的时间为：T=lb·H/VS=10×2/4=5s故理论上直径40μm的颗粒在此时间内沉降高度设降尘室入口炉气均布，在降尘室入口端处于顶部及其附近的d=40μm的尘粒，因其ut<0.4m/s，它们随气体到达出口时还没有沉到底而随气体带出，而入口端处于距室底0.503m以下的40μm的尘粒均能除去，所以40μm尘粒的除尘效率：η=H′/H=0.503/2=25.15%(3)要完全回收直径为15μm的颗粒，则可

7、在降尘室内设置水平隔板，使之变为多层降尘室。降尘室内隔板层数n及板间距h的计算为：取n=28,则隔板间距h=H/(n+1)=2/29=0.069m因而在原降尘室内设置28层隔板理论上可全部回收直径为15μm的颗粒。习题：拟采用降尘室除去常压炉气中的球形尘粒。降尘室的宽和长分别为2m和6m,气体处理量为1标m3/s，炉气温度为427℃，相应的密度ρ=0.5kg/m3，粘度μ=3.4×10-5Pa.s，固体密度ρS=400kg/m3