锅炉气固两相流基础理论(精选)

参考书目



张少明编. 《气固两相流导论讲义》 岑可法，樊建人. 《工程气固多相流动 的理论及计算》. 杭州:浙江大学出版 社,1990 小川明著. 周世辉,刘隽人译. 《气体中颗 粒的分离》. 北京:化学工业出版社,1991 金涌，祝京旭等.《流态化工程原理》.北 京：清华大学出版社，2001.
气固两相流
Gas solid two-phase flow
气固两相流的定义

由气体和固体两种物相一起共同组成的 流动体称为气固两相流
《气固两相流》课程研究内容



气固两相流中颗粒的受力分析 作用在颗粒上的曳力特性 颗粒在流体中的运动 相似原理及其在气固两相流中的应用 管道中的颗粒运动及气力输送 气固流态化简介 气固两相流的计算机模拟
本课程的教学方法


课堂讲授：以介绍基本概念及基本原理 为主，对具体的研究结果仅举例说明； 课后自学：根据研究方向及兴趣爱好， 通过查阅相关研究成果（期刊文献、专 利等），归纳总结出与研究课题相向，按要求完成某 一方面相关内容的文献综述（以多 媒体方式介绍10～15分钟） 2、平时成绩 3、闭卷考试

2. 颗粒球形度 表征颗粒接近球形的程度。球形度数值越小，颗 粒偏离球形越远。用实测方法获得。 •
3.宽筛分颗粒的平均粒径
• 筛分重量平均直径：dav=∑xidi • Xi—不同直径颗粒份额 • Di—颗粒各种不同粒径，用不同孔径的筛子表示 • 对孔径小于25.4mm的孔，用25.4mm长度上的 孔数表示，简称“目” • 表3-3 为我国常用的泰勒标准筛的目数（25.4mm 长度上孔数）和对应孔径（相邻网线间的孔径）
3.颗粒的扬析和夹带
• 夹带：指单一颗粒或多组分系统中，气流从床层 • 中带走固体颗粒的现象。 • 扬析：从混合物中分离和带走细粉的现象。
二、 炉内颗粒浓度分布
• • • • • • • • •
1. 颗粒浓度沿床高（轴向） 分布规律 从颗粒浓度沿床高的分 布特征看，处于不同流型 状态的流化床内的颗粒浓 度沿床高分布规律差别很大。 从总体上讲，循环流化床炉 内颗粒浓度一般呈上稀下浓 的不均匀分布，如图2-21所示。
•
通常，对于挥发分较高的煤，粒径允许范围较 大，筛分较宽；对于挥发分较低的无烟煤、煤矸 石，一般要求粒径较小，相对筛分较窄。 • 国内目前运行的循环流化床锅炉，其燃料粒径 要求一般在0.1～10mm、0.1～l5mm，特殊的要求 0.1～20mm，这些燃料粒径要求范围较大，均属 宽筛分。
• 6．燃料颗粒特性—称燃煤的粒比度 • 是选择制煤设备和锅炉运行的参数 • 细颗粒多,一般炉温整体高,燃烧后燃 • 粗颗粒多,影响排渣,炉膛易结焦 • 7．流化速度--空塔速度,不是一个常量,指床料或物 料流化时动力流体的速度 • 运行中控制和调整风量,就控制盒调整了流化速 度,即控制炉内物料的流化状态 • 一次风:通过布风板和风帽使床料(或物料)流化起 • 来的空气

颗粒在气相中做变速运动，由于变速运动增加的阻力，其表达 式为：
F B a3 2d p 2(
1t
1d
g g)2t0(t t')2d t(v g vp)d t'
对其气固两相流，Basset力为颗粒沉降阻力（斯托克斯阻力） 的十分之一，通常忽略其影响；但对于液固流，该力必须考虑。
10.2.7 Saffman升力
颗粒开始出现运动噎塞，形成料栓，运动变为不稳定状态。
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气固颗粒两相流体力学
4. 柱状流 栓状的固相颗粒聚集，形成料柱。
10.3.2 水平管道内的流型 1. 均匀流
固相在管道横截面内分布均匀，流动通畅。 2. 疏密流
重力作用显现，颗粒分布呈疏密不一分布，底部颗粒跳跃前进。 3. 沙丘流
颗粒在重力作用下开始沉降，在管道下部形成波纹状沙丘。 4. 栓状流
单位管长中颗粒质量与输送气体的质量之比称为真实混合比。
'q qm m g p//v vg p g p '' 1 g p1 v vg p
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气固颗粒两相流体力学
10.2 作用在固体颗粒上的力 气固两相流问题的解决依赖于颗粒相与气相之间的动量交换，
为了很好地计算动量交换，必须对它们之间相互作用力给出描述。 10.2.1 重力
固体颗粒在有速度梯度的流场中运动时，颗粒两侧流速不同导致
一个由低速区指向高速区的作用力。对于低雷诺数流动区域
（Re<1）：
F s 1 .6 1 d p 2 (gg ) 1 /2 ( v g v p )|d v g /d y |1 /2
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气固颗粒两相流体力学
10.2.8 Magnus效应 固体颗粒在气相中存在旋转时，会产生一个与流动方向垂直的、

湍流床的运行风速高于细颗粒的终端沉降速度，而低于粗颗粒的终端沉降速度，在该流态下运行时气固接触良好。循环流化床底部密相区大多运行在湍流床状态。
4．快速流化床
快速流化床是湍流流态化和气力输送状态之间的流态，在床层中流化气速高于颗粒的终端沉降速度，由气流夹带的颗粒被分离再送回床层的下部。在典型的快速床内，可以观察到一种细长的颗粒团聚物组成的非均匀悬浮物在固体颗粒浓度非常低的上升稀相内上下运动。高速气流的切割使乳化相极易被分散为尺度较大的颗粒团，密相由连续相变成了分散相，稀相则由分散相变成了连续相，见图3—5(d)。
2．床内汽包与颗粒运动
在较低的气流速度下，流化床中的空气以气泡的形式向上运动，小气泡在运动中不断地形成较大的气泡，床内颗粒的混合主要依靠气泡运动所带来的扰动。当气泡上浮时，其尾迹附近局部压力降低，空缺出的空间立即由周围的颗粒所补充。上浮的气泡由于气泡尾迹迁移的作用，使床层下部的颗粒被携带到床层上部，如图3—7所示。因此，在大量气泡上浮时，又导致固体颗粒的纵向移动，促进了床内的混合。
一般的液—固流态化，颗粒均匀地分散于床层中，称之为“散式”流态化。而一般的气—固流态化，气体并不均匀地流过颗粒床层，一部分气体形成汽包经床层短路逸出，颗粒则被分成群体做湍流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，因此这种流态化称为“聚式”流态化。燃煤循环流化床锅炉靠空气或烟气流化颗粒状物料，属气—固流态化范畴，也即属于聚式流态化。
2．鼓泡流化
如果通过固定床的气体流量增加，气体压降会连续上升，直至漂浮气速达到一个临界值——最小流化风速µmf为止。最小流化风速的定义是：气体对颗粒的曳力刚好等于颗粒的重力减去浮力时的床层风速。在此状态下，颗粒似乎是“无重量”的，此时固定床转化为初始流态化状态。在该流态下，过余的气体以气泡的形式上行，床料内将产生大量气泡，气泡不断上移，小气泡聚集成较大的气泡穿过料层并破裂，这时气（空气）—固（床料）两相有比强烈的混合，故这时的流化状态称为鼓泡床，床内呈鼓泡床流化状态的锅炉就叫做鼓泡床锅炉，或者叫做沸腾锅炉。此时通过床层的压力将近似等于床层的重量。

物料循环量增加，使得床内的物料浓度和温 度趋于均匀。
物料循环量增加，由于循环物料温度较低， 导致床温会有所降低。
2、物料循环对热量分配的影响
循环物料量增大，炉膛内燃烧区的高度增加，
2020年11月1日星期
日7时15分38秒
第一章、绪 论

相应对流区的高度减小，炉膛出口烟气温度会升高， 炉膛下部吸热量相对减小，上部吸热增加。
当热风温度和回送物料的温度不变，增加物料的 循环倍率时，要保持床温不变就遥相应减小密相 区的吸热量或增大该区域的燃烧份额。
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第一章、绪 论
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3、最优循环倍率的确定方法
物料的循环倍率与炉内的燃烧、能量分配、传热、 脱硫脱硝和磨损有很强的相关性。
炉内燃料燃烧份额沿高度的变化与一次风、二次 风的比例，与流化速度，2与燃料粒度和物料循 环倍率等有关。
（3～4）：1
3、物料循环速率：
G Fs S
Fs：单位时间的物料循环量
2020年11月1日星期
S：主床的截面积
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第一章、绪 论
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4、循环倍率： R Fs
Fc
5、循环流化床燃Fc烧：单效位率时随间循的环投倍煤量率，增kg加/ s而增大， 循环倍率从0增加到1，燃烧效率从92%增加到 98%。但随循环倍率增加，效率增加的趋势减小；
第二章 .煤粒在流化 床内的燃烧过程
2020年11月1日星期 日7时15分38秒
第一章、绪 论
沙鹏
1
1、煤粉炉细小煤粉颗粒悬浮燃烧，飞灰可燃物6%左右， 燃烧不好时10%，炉渣中1～3%。循环流化床煤粒有 特殊性。时间、温度和湍流度是影响燃烧的重要因素。 较大的速度差和浓度差。

流化床气固两项流基础理论
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
40、人类法律，事物有规律，这 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特

1 流态化理论1.1流态化现象流化床燃烧方式的气体动力学基础是固体燃料的流态化。

所谓固体燃料的流态化,是指固体颗粒在与流动着的流体混合后,能像流体那样自由流动的现象。

除重力作用外，一般是依靠气体或液体的流动来带动固体粒子运动的。

ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.1 流态化现象•流态化用来描述固体颗粒与流体接触的某种运动形态。

❿气体达到能将颗粒悬浮的速度，颗粒彼此之间分离，颗粒在任何方向上运动和转动。

❿与高粘度液体性质相似。

1.1流态化现象ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.2流态化的描述及其性质⏹散式流化和聚式流化➢散式流化d b /dp＜1d b ——气泡直径dp——颗粒直径对于L-S系统，流体与粒子的密度相差不大，故umf 一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作散式流化态。

颗粒越细，流体与固体的△ρ值越小，则越接近理想流化，流化质量也就越好。

1.2流态化的描述及其性质➢聚式流化d b /dp＞10对于G-S系统，一般在气速超过Umf后，将会出现气泡，气速越高，气泡造成的扰动也越剧烈，使床层波动频繁，这种形态的流化床称聚式流化床。

处于流化状态的颗粒系统称为流化床当气体通过布风板自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的床层时，整体床层将依气体流速的不断增大而呈现完全不同的状态。

1.2流态化的描述及其性质1.2流态化的描述及其性质总结：固定床：固体粒子处于堆紧状态，颗粒静止不动的床层，叫做固定床。

床层的压降随流体流速的增加而增加。

移动床：流体和固体颗粒同时进入反应器，他们互相接触，一面进行反应，一面颗粒移动。

流化床：床层颗粒之间脱离接触，颗粒悬浮在流体中，往各个方向运动的床层叫做流化床。

床层高度和空隙率随流速增大而增大，但床层压降基本不随流速而变。

散式流化床：固体颗粒脱离接触，但颗粒分布均匀，颗粒间充满流体，无颗粒与流体的聚集状态，此时已具有一些流体性能。

用气力输送系统输送物料必须保持一定的压力，尽管使用300lb/in2(2MPa)高气源压 力是不常见的，临界高背压输送相对来说是少的，如果有，需要管道分段。在分段基础 上设计长距离气力输送系统。
1.4 输送气体速度
气力输送系统的风机、压缩机或负压风机除气源压力外引入容积流量参数，尽管输
送空气速度尤其是输送线入口速度或拾取速度决定气力输送设计参数。在单一管径下不 管是正压或负压输送系统,管线始端的物料给料点总是风速最小。
2.2.2 案例分析
输送管线压力损失对粒子浓度影响超过了输送空气流量，用普通的硅酸盐水泥、含 沙的矾土和聚乙烯颗粒三种完全不同的物对应的输送方式。
用同一轴上显示三种物料输送资料以便于直观比较它们的输送能力，这三种物料分 别经图4.2所示管线进行输送研究。气速200ft/min(10m/s)表压100lb/in2(689.5KPa)，发送 罐以上出料形式将物料送至管道，用来输送物料最大压力值是表压40lb/in2(275.8KPa)。
试验范围应包括物料输送模式，以往的可用经验很少时，按比例增加气源压力、 管径、输送距离、用已有的资料预测管道参数。假如不能按比例增加输送模型，推断出 长距离、高固体填充率和最低输送气速范围是多少，不要冒然用于实际，除非证明物料 就是像这样产能输送的。
2.1 输送模式
高压常见于稀相输送，假如物料适合稀相输送模式。物料特性影响输送形式，同一 输送条件下物料流量也存在差异，成功设计以前未曾尝试过的物料输送，试验是至关重 要的。所以输送试验中必须有附加的高压空气，建立输送界限和一个非常宽输送范围条 件。
稀相悬浮流阻力是输送管线压力损失主要贡献者，不管从给料点或直管段或弯头加 速粒子，不同的物料表现不同,这差异在本章中将成为重点，作为主要参数将贯穿本手册。

气固两相流在燃烧器中的应用1、气固两相流的基本理论不管何种型式的燃烧器，其内流动的本质都是气固两相流动。

因而，要改进燃烧器，必须对气固两相流动的规律有深入的理解。

2、气固两相流的基本特点单相气流中只有气体的存在，但是在锅炉内的气流中都存在一定浓度的固体颗粒，而且各处的固体颗粒浓度存在差异，这就使得炉内的燃料颗粒流动变的相当复杂。

一般来说，有以下主要的特点:(1)气体分子分布均匀，而燃料颗粒是分散的、且直径大小不同，为了简便起见，人们通常仅仅考虑一个平均尺寸。

(2)燃烧装置中颗粒浓度一般不大，所以颗粒相一般不能作为连续介质。

(3)颗粒相的惯性较大，气体和颗粒间存在着速度的滑移，因而各自运动规律相互会产生影响。

(4)颗粒之间及颗粒和壁面的碰撞和摩擦可以产生静电效应。

在不等温的热流中还存在着热泳现象。

(5)由于颗粒尺寸大小不一，形状也不同，使得每个颗粒都有不同的速度。

(6)在有压力梯度、速度梯度存在的流场中，颗粒经常处于加速或者减速的不稳定状态，颗粒间及与管壁间相互碰撞等都会引起颗粒的高速旋转，产生升力效应。

(7)颗粒的湍流扩散系数和气体不同，因而其横向扩散运动的特点也不一样。

小颗粒的扩散速率比大颗粒的扩散速率大。

3、气固两相流的分类工程中的两相流种类繁多，结构复杂，从空气动力学的特征出发，可以分为稀相两相流和浓相两相流。

这是以颗粒在气相中的含量多少来区分的，通常认为稀相两相流中颗粒的浓度不大，使得颗粒的存在对气相运动的影响不大，颗粒相的运动规律基本与相一致，只要把气相和固相运动的相互影响加以修正就可以了。

浓相两相流动就是颗粒相浓度增加到一定数值以后，对气相的流动形成了很大影响，这时候用气相流动方程就很难准确的加以描述。

一般来说，颗粒的浓度小于lkg/kg空气时，可以认为是稀相两相流，反之就是浓相两相流。

对于浓相气固两相流，气相决定着固相运动，固相对气相的影响也不可以忽略，这种情况称为双向祸合(Two-Way Coupling)。

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汽流通面积f"
汽水真实速度、相对速度与滑动比
汽实际流速
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ห้องสมุดไป่ตู้
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水实际流速
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汽水相对流速（滑移速度）
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汽水滑动比
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锅炉水动力学基础
两相流体的基本参数
汽水混合物的流型与传热 管内压力降
沸腾换热
物质的相描述
定义： 某一系统中具有相同成份及相同物理、化 学性质的 均匀物质部分，各相间有明显可分的 界面。
物质的四种相: 固体，液体，气体，等离子体。 古代定义：土、水、空气、火
物质的相所具有的性质
固体 —— 若不受外界干扰，将永保其形状不变； 液体 —— 在其水平自由面以下与其容器形状相 同； 气体和等离子体 —— 不能用边界面包住自己，将 充满所能占据的整个空间。 流体 —— 液体、气体和等离子体均不能保持形状 不变而具有流动性。
带纤维的环状流型 当含汽率x管壁液膜较厚且含有细小汽泡，管子核心部分主要 再增大时，管壁上水膜变薄，汽流将水膜撕破成小 雾状流型 环状流型 在这种流型中，管壁上有一层环状液膜，管子核心部分为带有 泡状流型 当汽水混合物中含汽率 x较小时，蒸汽呈细小的汽泡， 弹状流型 含汽率 x 增大，汽泡开始合并成弹状大汽泡，形成阻力较 块状流型 当管内汽速增大时，汽弹分裂形成块状流型。此时大小不 为蒸汽，但在汽流中含有被气体从液膜带走的细小液滴形成的长条纤维。 水滴分布于蒸汽流中被带走，汽与水形成雾状混合物。 自液膜卷入的细小液滴的蒸汽。环状流型都发生在较高蒸汽流速时，含汽 主要在管子中心部分向上运动，直径1mm以下，汽泡为球形 小的汽弹。压力增加，汽弹会缩小，若压力大于 10MPa ，该流型不会 一的块状蒸汽团在液流中以混乱状态流动。 率增高，液膜厚度减小。 出现

1 流态化理论1.1流态化现象流化床燃烧方式的气体动力学基础是固体燃料的流态化。

所谓固体燃料的流态化,是指固体颗粒在与流动着的流体混合后,能像流体那样自由流动的现象。

除重力作用外，一般是依靠气体或液体的流动来带动固体粒子运动的。

ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.1 流态化现象•流态化用来描述固体颗粒与流体接触的某种运动形态。

•气体达到能将颗粒悬浮的速度，颗粒彼此之间分离，颗粒在任何方向上运动和转动。

•与高粘度液体性质相似。

1.1 流态化现象Particlesflow Gas flow1 流态化理论1.2流态化的描述及其性质⏹散式流化和聚式流化 散式流化db /dp＜1db ——气泡直径 dp——颗粒直径对于L-S系统，流体与粒子的密度相差不大，故umf 一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作散式流化态。

颗粒越细，流体与固体的△ρ值越小，则越接近理想流化，流化质量也就越好。

1.2流态化的描述及其性质 聚式流化d b /dp＞10对于G-S系统，一般在气速超过Umf后，将会出现气泡，气速越高，气泡造成的扰动也越剧烈，使床层波动频繁，这种形态的流化床称聚式流化床。

处于流化状态的颗粒系统称为流化床当气体通过布风板自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的床层时，整体床层将依气体流速的不断增大而呈现完全不同的状态。

1.2流态化的描述及其性质1.2流态化的描述及其性质总结：固定床：固体粒子处于堆紧状态，颗粒静止不动的床层，叫做固定床。

床层的压降随流体流速的增加而增加。

移动床：流体和固体颗粒同时进入反应器，他们互相接触，一面进行反应，一面颗粒移动。

流化床：床层颗粒之间脱离接触，颗粒悬浮在流体中，往各个方向运动的床层叫做流化床。

床层高度和空隙率随流速增大而增大，但床层压降基本不随流速而变。

散式流化床：固体颗粒脱离接触，但颗粒分布均匀，颗粒间充满流体，无颗粒与流体的聚集状态，此时已具有一些流体性能。

基本概念
堆积密度——固体颗粒燃料或物料自然堆放不加任何“约束”，
单位体积的质量就称为堆积密度，一般用ρd来表示，单位为kg／m3。 颗粒密度——单个颗粒的质量与其体积的比值称为颗粒密度或真 实密度，用ρp表示，单位为kg／m3。
空隙率——气体所占的体积与整个两相流体总体积之比。
燃料、床料或物料堆积时，其颗粒间的空隙所占的体积份额为 堆积空隙率。 对于某种固体燃料或其他固体颗粒，其颗粒密度是不变的，而 堆积密度是随空隙率的变化而变化，显然两者成反比。同一种燃料， 因粒径和筛分不同，其堆积密度可能不同，而不同种燃料，堆积密 度却有时可能相同。
量的因素较多，主要有如下几点： (1)一次风量。一次风量大小，将直接影响物料回送量。一次风量 过小，炉内物料的流化状态将发生变化，燃烧室上部物料浓度降低， 进入分离器的物料量也相对减少。这样不仅影响分离器的分离效率， 也必然降低分离器捕捉量，回送量也自然减少。 (2)燃料颗粒特性。运行中煤的颗粒特性发生变化也将影响回料量 的多少。如果入炉煤的颗粒较粗，且所占份额较大(与设计值比)， 在一次风量不变的情况下，炉膛上部的物料浓度也降低，其结果与 一次风过小相同。 (3)分离器效率。即使煤的颗粒特性达到要求，一次风量也满足设 计条件，而物料分离器效率降低，也将使回料量减少。(例)
锅炉教学课件下载-样章.ppt
循环流化床锅炉气固两相流基础理论
循环床两相流理论——流型分布、浓度分布、物料平衡、粒度演变
循环床传热理论——传热机制、传热系份额、燃烧效率
基本概念
床料——锅炉启动前，布风板上先铺有一定厚度、一定粒度的
“原料”，称为床料。 床料的成分、颗粒粒径和筛分特性因锅炉而定。床料一般由燃 煤、灰渣、石灰石粉等组成，有的锅炉床料还掺入砂子、铁矿石等 成分，甚至有的锅炉冷态、热态调试或启动时仅用一定粒度的砂子 做床料。

1 流态化理论1.1流态化现象流化床燃烧方式的气体动力学基础是固体燃料的流态化。

所谓固体燃料的流态化,是指固体颗粒在与流动着的流体混合后,能像流体那样自由流动的现象。

除重力作用外，一般是依靠气体或液体的流动来带动固体粒子运动的。

ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.1 流态化现象•流态化用来描述固体颗粒与流体接触的某种运动形态。

•气体达到能将颗粒悬浮的速度，颗粒彼此之间分离，颗粒在任何方向上运动和转动。

•与高粘度液体性质相似。

1.1流态化现象ParticlesflowGas flow1 流态化理论1.2流态化的描述及其性质⏹散式流化和聚式流化 散式流化d b /dp＜1d b ——气泡直径dp——颗粒直径对于L-S系统，流体与粒子的密度相差不大，故umf 一般很小，流速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作散式流化态。

颗粒越细，流体与固体的△ρ值越小，则越接近理想流化，流化质量也就越好。

1.2流态化的描述及其性质 聚式流化d b /dp＞10对于G-S系统，一般在气速超过Umf后，将会出现气泡，气速越高，气泡造成的扰动也越剧烈，使床层波动频繁，这种形态的流化床称聚式流化床。

处于流化状态的颗粒系统称为流化床当气体通过布风板自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的床层时，整体床层将依气体流速的不断增大而呈现完全不同的状态。

1.2流态化的描述及其性质1.2流态化的描述及其性质总结：固定床：固体粒子处于堆紧状态，颗粒静止不动的床层，叫做固定床。

床层的压降随流体流速的增加而增加。

移动床：流体和固体颗粒同时进入反应器，他们互相接触，一面进行反应，一面颗粒移动。

流化床：床层颗粒之间脱离接触，颗粒悬浮在流体中，往各个方向运动的床层叫做流化床。

床层高度和空隙率随流速增大而增大，但床层压降基本不随流速而变。

散式流化床：固体颗粒脱离接触，但颗粒分布均匀，颗粒间充满流体，无颗粒与流体的聚集状态，此时已具有一些流体性能。

锅炉汽水两相流的流型及防止传热恶化的措施一. 水沸腾时汽泡的形成过程锅炉中当水的温度加热到饱和温度tbh时，即产生蒸汽，饱和温度的数值决定于锅炉中水的压力的高低。

在某一已知压力下，就有一定的饱和温度数值，而且在整个沸腾过程内保持不变（只要压力不变）。

对沸腾过程进行观察，一般蒸汽泡只在加热壁面上的某些地点发生，这些地点叫作汽化核心。

这些汽化核心壁面某些粗糙不平以及锈皮、水垢等地方的凹陷部分。

汽化核心数目（汽泡数）取决于水冷壁的壁面热负荷，热负荷大，则汽化核心数目（汽泡数）也随之加多，沸腾也就愈剧烈。

在水的沸腾过程中，首先在汽化核心处形成汽泡，当汽泡在壁面形成时，汽泡内部压力将高于汽泡处部水中的压力，这个压力差即用来克服水的表面张力而形成汽泡。

当水的压力提高时，由于水的表面张力减小，则在水压力高的情况下，可使汽化核心数目增多，亦即强化了汽泡形成过程。

当单相水在垂直管中向上流动时，管中横截面上的水流速度分布是不均匀的。

由于水的粘性作用，近壁面的水流速度较低（在壁面处应为零），速度梯度较大（速度变化大）；管子中心部分的水流速度最大，速度梯度（速度变化）为零。

当近壁面水中含有蒸汽泡又不太大时，由于汽泡浮力作用，汽泡上升速度要比水速大。

由于水流速度梯度的影响，近壁面的汽泡外侧遇到较大的阻力，汽泡本身会产生内侧向上、外侧向下的旋转运动，旋转引起的压差将汽泡推向管子中心。

这样上升两相流中汽泡上各式较快，并相对集中在管子中心部位，即集中在水速较大区域。

当汽泡脱离壁面逸入水中或被管内的水带走，汽泡脱离后水又填充汽泡离开后的空穴，又重新形成汽泡，这样重复汽泡的形成、长大和脱离过程。

这个过程进行得越快，或者说频率越高，则壁面附近水层的扰动愈剧烈，放热就猛列，放热系数a2值也愈高。

二. 水冷壁管中汽水两相流的流动结构在水冷壁管内两相流中，汽和水不是均匀分布的，它们的流速也不一样。

由于管径、混合物中的含汽率和流速的不同，两组组成的流动结构也不一样。

二相流体力学的基础理论与实践应用摘要二相流体力学是研究两种或两种以上不相溶（或少相溶）的流体混合在一起所产生的复杂流动现象的科学学科。

它在许多领域，如能源、化工、环境工程等中具有重要的应用价值。

本文将介绍二相流体力学的基础理论和实践应用，包括相间作用力、两相流流型、相互作用模型以及实际问题中的应用案例等。

1. 引言二相流体力学是研究具有两个或多个相的流体在宏观和微观尺度上的流动和相互作用的学科。

相与相之间的相互作用对流体流动的性质有着重要的影响，因此对二相流体力学的研究具有重要的理论和应用价值。

随着科学技术的不断发展，二相流体力学在能源、化工、环境工程等领域的应用越来越广泛。

本文将介绍二相流体力学的基础理论和实践应用，以期为相关领域的从业人员提供参考。

2. 二相流体力学的基础理论2.1 相间作用力相间作用力是指两个不同相之间相互作用的力量。

在二相流体力学中，常见的相间作用力包括表面张力、浸润力和剪切应力等。

表面张力是液体表面发生收缩的趋势，可以通过表面张力系数来描述。

浸润力是指液滴或气泡与固体表面之间的相互作用力，可以通过接触角来描述。

剪切应力是液滴或气泡内部和外部之间产生的切变应力，是导致相变过程中流体内部流动的主要力量。

2.2 两相流流型在二相流体力学中，流型是指两相流体的分布形态和特征。

根据流体之间的相对位置和运动状态，可以将两相流分为气液两相流、气固两相流和液固两相流等不同的流型。

气液两相流是指气体和液体之间的流动状态，常见的气液两相流包括气泡、液滴、喷雾等。

气固两相流是指气体和固体之间的流动状态，常见的气固两相流包括颗粒悬浮物、气固流化床等。

液固两相流是指液体和固体之间的流动状态，常见的液固两相流包括颗粒床、液固流化床等。

2.3 相互作用模型相互作用模型是描述两相流体之间相互作用行为的数学模型。

在二相流体力学中，常用的相互作用模型包括连续介质模型、离散模型和混合模型等。

连续介质模型假设两相流体可以用连续介质的性质来描述，常用的连续介质模型包括Navier-Stokes方程、多相流动动量方程等。