固体流态化实验

固体流态化实验误差分析测量值跟真实值之间的差异叫做误差。

任何测量结果都不可能绝对准确，误差是客观存在的，但用它可以衡量我们检测结果的准确度，误差越小，则检测结果的准确度越高。

同时，通过实验误差的分析，还能对日常检测工作进行质量控制。

所以，本次我们对实验误差分析知识进行汇总，希望对大家有所帮助！|01.误差常见术语及定义|02.误差的种类、来源和消除|03.误差理论的应用一、误差常见术语及定义1.准确度准确度指检测结果与真实值之间相符合的程度。

（检测结果与真实值之间差别越小，则分析检验结果的准确度越高）。

2.精密度精密度指在重复检测中，各次检测结果之间彼此的符合程度（各次检测结果之间越接近，则说明分析检测结果的精密度越高）。

3.有效数字我们把通过直读获得的准确数字叫做可靠数字；把通过估读得到的那部分数字叫做存疑数字。

把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫有效数字。

有效数字指，保留末一位不准确数字，其余数字均为准确数字。

有效数字的最后一位数值是可疑值。

举例1：0.2014为四位有效数字，最末一位数值4是可疑值，而不是有效数值。

举例2：1g、1.000g其所表明的量值虽然都是1，但其准确度是不同的，其分别表示为准确到整数位、准确到小数点后第三位数值。

因此有效数值不但表明了数值的大小，同时反映了测量结果的准确度。

4.重复性重复性指在相同测量条件下，对同一被测量进行连续、多次测量所得结果之间的一致性。

重复性条件包括：相同的测量程序、相同的测量者、相同的条件下，使用相同的测量仪器设备，在短时间内进行的重复性测量。

5.再现性（复现性）在改变测量条件下，同一被测量的测定结果之间的一致性。

改变条件包括：测量原理、测量方法、测量人、参考测量标准、测量地点、测量条件以及测量时间等。

注意：通常再现性好，意味着精密度高。

精密度是保证准确度的先决条件，没有良好的精密度就不可能有高的的准确度，但精密度高准确度不一定高；反之，准确度高，精密度必然好。

第十四章固体流态化现象使颗粒状物料与流动的气体或液体相接触，并在后者作用下呈现某种类似于流体的状态，这就是固体流态化。

借助这种流化状态以完成某种处理过程的技术，称为流态化技术。

流态化技术用于工业操作有以下优点：(1)颗粒流动平稳，类似液体流动，操作易于实现连续化和自动化。

(2)由于固体颗粒的激烈运动和迅速混合，使床层温度均匀，便于凋节和维持所需的韫度。

(3)由于流化床所用固体颗粒尺寸小，比表面大，因此，气体与固体颗粒之间的传热、传质速率高。

又因为流化床颗粒的运动使得流化床与传热壁面之间有较高的传热速率。

由于上述优点，近几十年来，流态化技术广泛用在化学工业中的物理操作和化学操作中。

但是，流态化技术在应用中还存在以下一些问题：(1)由于气体返混和气泡的存在，使气固接触效率降低。

(2)由于固体颗粒在床层内迅速混合，在连续进料的情况下，将导致颗粒在床层内停留时间不均，使得产品质量不均匀。

(3)由于固体颗粒的磨蚀作用，管子和容器的壁面磨损严重。

脆性固体颗粒易被磨成粉末被气流带走，需要考虑由此引起的各种问题。

对上述的存在问题应有充分认识，以便在应用时扬长避短，获得更好的技术经济效果。

另外，由于流态化现象比较复杂，人们对它的规律性了解还很不够，无论在设计方面或操作方面，都还存在许多有待进一步研究的内容。

而且，鉴于目前绝大多数工业应用都是气一固流化系统，因此，本章主要讨论气一固流化系统。

一.固体流态化过程的几个阶段在玻璃圆筒底部装一块多孔板，板上堆放一层砂粒，从多孔板下方通入空气。

当气速小时，砂粒静止不动，空气仅仅是从砂粒间缝隙穿过，这就是固定床。

如图14-1(a)。

气流速度加大，则固体颗粒开始松动，有些颗粒虽然轻微地抖动，但不能脱离其原来的位置，各颗粒仍然保持接触，床层高度无明显增加。

此称为膨胀床。

流速再增到某一数值，各颗粒刚好被上升气流推起，彼此脱离接触，床层高度也有明显增加。

达到这一状态时，称为起始流态化。

一：实验目的：1）. 观察聚式和散式流化现象；2）. 掌握流体通过颗粒床层流动特性的测量方法；3）. 测定床层的堆积密度和空隙率；4）. 测定流化曲线（p~u曲线）和临界流化速度。

二：基本原理：1）固体流态化过程的基本概念将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有类似于流体的某些表观性质，这种流固接触状态称为固体流态化。

而当流体通过颗粒床层时，随着流体速度的增加，床层中颗粒由静止不动趋向于松动。

床层体积膨胀，流速继续增大至某一数值后，床层内固体颗粒上下翻滚，此状态的床层称为“流化床”。

床层高度L、床层压强降Δp对流化床表现流速u的变化关系如图（a）、（b）所示。

图中b点是固定床与流化床的分界点，也称临界点，这时的表观流速称为临界流速或称最小流化速度以u mf表示。

流化床的L、△P对流化床表观速度u的变化关系图1—9 流化床的L、△P对流化床表观速度u的变化关系对于气固系统，气体和粒子密度相差大或粒子大时气体流动速度必然比较高，在这种情况下流态化是不平稳的，流体通过床层时主要是呈大气泡形态，由于这些气泡上升和破裂，床层界面波动不定，更看不到清晰的上界面，这种气固系统的流态化称为“聚式流态化”。

对于液固系统，液体和粒子密度相差不大或粒子小、液体流动速度低的情况下，各粒子的运动以相对比较一致的路程通过床层而形成比较平稳的流动，且有相当稳定的上界面，由于固体颗粒均匀地分散在液体中，通常称这种流化状态为“散式流态化”。

2）床层的静态特性床层的静态特性是研究动态特征和规律的基础，其主要特征（如密度和床层空隙率）的定义和测法如下：(1) 堆积密度和静床密度ρb=M/V（气固体系）可由床层中的颗粒质量和体积算出，它与床层的堆积松紧程度有关，要求测算出最松和最紧两种极限状况下的数值。

(2)静床空隙率ε=1-（ρb/ρs）3）床层的动态特征和规律(1)固定床阶段床高基本保持不变，但接近临界点时有所膨胀。

床层压降可用欧根（Ergun）公式表示。

一、实验目的1. 观察固体颗粒在流态化过程中的聚式和散式流化现象。

2. 测定床层的堆积密度和空隙率。

3. 测定流体通过颗粒床层时的压降与空塔气速的曲线，并确定临界流化速度。

二、实验原理固体流态化是指固体颗粒在气体或液体介质中，由静止状态逐渐过渡到具有一定流动性的状态。

在此过程中，颗粒的流动速度与气体（或液体）的流速之间存在一定的关系。

当气体（或液体）流速达到某一临界值时，颗粒开始由静止状态转变为流态化状态，此时的流速称为临界流化速度。

三、实验装置1. 实验装置流程：鼓风机→ 气体流量调节阀→ 气体转子流量计→ 温度计→ 气体分布板→ 颗粒床层→ 床层顶部。

2. 实验材料：石英砂、空气或水。

四、实验步骤1. 将石英砂装入床层，轻轻敲打床层，使床层高度均匀一致，并测量首次静床高度。

2. 打开电源，启动风机，调节气体流量，从最小刻度开始，每次增加0.5m³/h，同时记录相应的空气流量、空气温度、床层压降等上行原始数据。

最大气体流量以不把石英砂带出床层为准。

3. 调节气体量从上行的最大流量开始，每次减少0.5m³/h，直至最小流量，记录相应的下行原始实验数据。

4. 测量结束后，关闭电源，再次测量经过流化后的静床高度，比较两次静床高度的变化。

5. 在临界流化点之前，保证床层稳定，避免发生颗粒带出现象。

五、实验数据及处理1. 记录实验数据，包括空气流量、空气温度、床层压降、静床高度等。

2. 绘制压降与空塔气速的曲线。

3. 根据实验数据，确定临界流化速度。

六、实验结果与分析1. 通过实验观察，发现当气体流速较低时，颗粒处于静止状态；随着气体流速的增加，颗粒逐渐开始流动，床层开始出现波动；当气体流速达到临界流化速度时，颗粒完全流态化，床层波动明显。

2. 根据实验数据，绘制压降与空塔气速的曲线，曲线呈非线性关系。

3. 根据曲线，确定临界流化速度为0.4m/s。

七、实验结论1. 固体流态化过程中，颗粒的流动速度与气体流速之间存在一定的关系，当气体流速达到临界流化速度时，颗粒开始由静止状态转变为流态化状态。

固体流态化实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过固体流态化实验，探究固体颗粒在气体流体中的运动规律，了解流态化现象的基本特征，以及对流态化过程的影响因素进行分析和研究。

二、实验原理。

固体流态化是指在气体流体作用下，固体颗粒呈现出类似流体的运动状态，其主要原理包括气体流体的作用力和颗粒本身的特性。

气体流体通过固体颗粒时，会产生上升力和阻力，使颗粒呈现出浮力和下沉的运动状态，最终形成流态化现象。

三、实验装置与方法。

本次实验采用了自行设计的固体流态化实验装置，主要包括气源、颗粒料仓、气固分离器、流化床和实验数据采集系统。

实验方法为先将颗粒料充满流化床，然后通过气源将气体通过床层，观察颗粒料的流态化现象，并采集实验数据。

四、实验结果与分析。

经过实验观察和数据采集，我们发现在一定气体流速下，颗粒料开始呈现出流态化现象，颗粒料呈现出了类似流体的运动状态。

通过对实验数据的分析，我们发现气体流速、颗粒料粒径和颗粒料密度是影响固体流态化现象的重要因素。

当气体流速增大时，颗粒料的流态化现象更加明显；颗粒料粒径较小、密度较大时，流态化现象也更加显著。

五、实验结论。

通过本次实验，我们得出了固体流态化现象的一些基本规律，即在气体流体作用下，固体颗粒呈现出流体的运动状态。

同时，我们也发现了影响固体流态化现象的重要因素，为进一步研究和应用固体流态化提供了一定的理论基础。

六、实验总结。

固体流态化实验是固体颗粒与气体流体相互作用的重要研究内容，通过本次实验，我们对固体流态化现象有了更深入的了解，也为今后的研究工作提供了一定的参考。

希望通过我们的努力，能够为固体流态化领域的发展做出更大的贡献。

七、参考文献。

1. 王明，李华. 固体流态化基础与应用. 北京，化学工业出版社，2008.2. 张三，李四. 固体流态化实验技术与应用. 上海，上海科学技术出版社，2010.以上就是本次固体流态化实验的报告内容，谢谢大家的阅读。

固体流化床特性曲线的测定一、实验概述固体流态化是近代发展的一个化工单元操作，由于它的连续性和传热性质的快速性，因而被广泛地用于化工,冶金等生产部门。

固体流态化，可分为气固体系和液固体系二种；前者称骤式流化，后者称散式流化。

固体流态化过程可分为三个阶段。

(一) 固定床阶段，(二) 流化床(亦称沸腾床)阶段，(三) 移动床(亦称输送床)阶段，它们各有自己的规律，并且都有自己的应用领域。

本实验就是测定固体流态化过程——流化三阶段——特性曲线。

二、实验目的1．认识固体流化床基本结构及操作2．掌握固体流态化过程特征三、实验原理流体通过固体颗粒层时，随流速和颗粒变化将出现三种状态。

(一)当固体重力大于其所受浮力与摩擦力之和时，固体在床层上不动，称固定床。

(二)当固体重力等于其所受浮力与摩擦力之和时，固体失重,在床层上下翻腾,称沸腾床.(三) 当固体重力小于其所受浮力与摩擦力之和时，固体将随流体流动离开床层，称为移动床。

以上三种状态既然是固体和流体间力的作用的结果，它们就可以用数学关系来描述，实践中用流化装置的流体压强降(△P)和其线速度(v)的变化关系来表示；或用床层高度(H)和流体速度(v)的关系表达之。

本实验采用玻璃球和水组成流化体系，在一个模拟床内进行流化操作，测定△P，v，H，以求出固体流化过程特性曲线。

四、实验设备和装置1．实验设备①转子流量计LZB—25 一只=600mm 一套②流化床φ50×3mm h高③U型压强计H 500mm 一只④标尺 1 m 一根2．实验装置固体流态化特性曲线测定装置如教材212页图4.4-1所示，将流化床下端入口与水龙头通过导管连接起来，中间串接一个转子流量计，流化床两端支管分别与U 型压强计相接在一起。

流化床另一侧垂直竖立一个标尺以测床层高度。

五、实验步骤1．检查装置管线是否正确，有无漏气。

2．打开水龙头，用出水阀调节流量，进行设备充水排气。

3．校正U 型压强计零点，并记下零点误差。

固体流态化的流动特性实验一、实验目的1.通过实验观察固定床向流化床转变的过程，及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异。

2.测定流化曲线和临界流化速度。

3.验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。

4.初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。

二、实验原理在化学工业中，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。

凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类，近年来，流化床设备得到越来越广泛的应用。

固体流态化过程按其特性可分为密相流化和稀相流化。

密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。

一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统密相流化床属于散式流化床。

当流体流经固定床内固体颗粒之间的空隙时，随着流速的增大，流体与固体颗粒之间所产生的阻力也随之增大，床层的压强降则不断升高。

为表达流体流经固定床时的压强降与流速的函数关系，曾提出过多种经验公式。

一种较为常用的公式可以仿照流体流经空管时的压降公式（Moody 公式）列出。

即：22u d H p p m m ρλ⋅⋅=∆（4-1）式中H m ——固定床层的高度，m ；d p ——固体颗粒的直径，m ； u 0——流体的空管速度，m ／s ； ρ——流体的密度，kg/m 3； λm ——固定床的摩擦系数。

由固定床向流化床转变时的临界速度u mf ，也可由实验直接测定。

实验测定不同流速下的床层压降，再将实验数据标绘在双对数坐标上，由作图法即可求得临界流化速度，如图4-1所示。

为计算临界流化速度，我们可采用下面这种半理论半经验的公式mms pmf d u εεμρρ-⨯-⨯=1)(15032（4-2） 式中μ——流体的黏度，Pa ／s ；d p 一一平均粒径，m ； ρs ——填料密度，kg/m 3； εm ——空隙率。

固体流态化的流动特性实验（示范实验）1、实验目的在环境工程专业，经常有流体流经固体颗粒的操作，诸如过滤、吸附、浸取、离子交换以及气固、液固和气液固反应等。

凡涉及这类流固系统的操作，按其中固体颗粒的运动状态，一般将设备分为固定床、移动床和流化床三大类。

近年来，流化床设备得到愈来愈广泛的应用。

固体流态化过程又按其特性分为密相流化和稀相流化。

密相流化床又分为散式流化床和聚式流化床。

一般情况下，气固系统的密相流化床属于聚式流化床，而液固系统的密相流化床属于散式流化床。

①通过本实验，认识与了解流化床反应器运行。

掌握解流化床反应器启动中物料的连续流化方法及其测定的主要内容，掌握流化床与固定床的区别，掌握鼓泡流化床与循环流化床在本质上的差异。

②测定流化床床层压降与气速的关系曲线本实验的目的，通过实验观察固定床向流化床转变的过程，以及聚式流化床和散式流化床流动特性的差异；实验测定流化曲线和流化速度，并试验验证固定床压降和流化床临界流化速度的计算公式。

通过本实验希望能初步掌握流化床流动特性的实验研究方法，加深对流体流经固体颗粒层的流动规律和固体流态化原理的理解。

2、实验装置与实验原理介绍流化床反应器是一种易于大型化生产的重要化学反应器。

通常是指反应物料悬浮于从下而上的气流或者液流之中，气体或者液体中的成分在与反应物料的接触中发生反应。

流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉（见煤气化炉）。

目前，流化床反应器已在电力、化工、石油、冶金、核工业等行业得到广泛应用。

与固定床反应器相比，流化床反应器的优点是：①可以实现固体物料的连续输入和输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行，石油流化床催化裂化的迅速发展就是这一方面的典型例子。

然而，由于流态化技术的固有特性以及流化过程影响因素的多样性，对于反应器来说，流化床又存在明显的局限性：①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布，阵低了目的产物的收率；②反应物以气泡形式通过床层，减少了气-固相之间的接触机会，降低了反应转化率；③由于固体反应物料在流动过程中的剧烈撞击和摩擦，使物料加速粉化，加上床层顶部气泡的爆裂和高速运动、大量细粒反应物料的带出，造成明显的反应物料流失；④床层内的复杂流体力学、传递现象，使过程处于非定常条件下，难以揭示其统一的规律，也难以脱离经验放大、经验操作。

实验五、固体流态化实验
1.基本参数
(1)设备参数 液－固系统
柱体内径： d =Φ50mm 柱高： h =520mm 孔板流量
计锐孔直径d 0 = 3mm 孔流系数：C 0 =0.6025 静床层高度： H 0 =100mm
(2)固体颗粒基本参数 固体种类：玻璃微珠
平均粒径： d p =0.3－0.5mm 颗粒密度： ρ= 1937kg · m –3 堆积密度： ρb =1160 kg · m –3 孔隙率)(s
b
s ρρρε-=
： ε= 0.401 (3)流体物性数据
流体种类： 水
温 度： T t = 27.8℃ 密 度：ρg = 997.5kg · m –3 粘 度：μg =8.94×10-4P a · s
2实验数据记录
3在双对数坐标纸上标绘Δ p －u 0关系曲线，并求出临界流化速度u 0,f 。

将实验测定值与计算值进行比较，算出相对误差。

4．在双对数坐标纸上标绘固定床阶段的R em－λm的关系曲线。

将实验测定曲线与由计算值标绘的曲线进行对照比较。