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固定床中丝状颗粒的传热传质特性

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第六章 固定床

第六章 固定床

水力半径
• 湿周---在总流的有效截面上，流体与固体壁面的接 触长度称为湿周，用字母L表示。
• 水力半径---总流的有效截面积A和湿周L之比。用字
母RH表示
RH = A / L
44
• 对于圆形截面的管道，其几何直径用水力半径表示 时可表示为
• A=(1/4)×πd2 • L=πd • 则 R=A/L=(1/4)×d → d = 4 R
当ReM>1000 湍流, 局部阻力损失为主, f≈1.75 , 略去第一项
结论： 对ΔP影响最大的是ε和u
49
Pf L
'(duSm 2 )(1B3B)
f ' 1501.75 ReM
一般床压不宜超过床内压力的15%，所以颗粒不 能太细，应做成圆球状。
50
➢ 压降的计算 ΔP=ΔP1+ ΔP2
= 15fu 0 OG L 0(1)21.75fuO 2 G L 0(1)
dS 2
3
dS
3
Pa
式中混合物的粘度
1
yi
fi M
2 i
f
1
yiM
2 i
kg/m.s
51
6.3 固定床中的传热
传热包括： 粒内传热，颗粒与流体间的传热，床层与器壁的传热
给热系数 αP 给热系数αW ,λer 总给热系数α t
当单纯作为换热装置时，以床层的平均温度tm与 管壁温差为推动力-----总给热系数αt
n
算术平均直径： d xWidi i1
调和平均直径：
1 n xWi
d
d i1 i
几何平均直径：
di
didi
30
6.2.3 床层空隙率及分布

化学反应工程 第六章 固定床反应器

化学反应工程 第六章 固定床反应器

一、颗粒层的若干物理特性参数
密度
– 颗粒密度ρp
• 包括粒内微孔在内的全颗粒密度；
– 固体真密度ρs
• 除去微孔容积的颗粒密度；
– 床层密度/堆积密度ρB
• 单位床层容积中颗粒的质量（包括了微孔和颗粒 间的空隙）；
p s (1 p ) B p(1 B )
一、颗粒层的若干物理特性参数
i
Wi FA0
i
xi dx A
r xi1
i

也即
Z 0 Ti

xi x i 1
Ti
1 (
ri
)dx A

0
i 1,2, N
min
Z 0
xi


1 ri
xA xi



1 ri 1
xA xi
0
i 1,2, N 1
对 Z 0 的处理 Ti
Z
Ti Ti
xi dx A
r xi1
i
xi x i 1
Ti
1 (
ri
)dx A

0
i 1,2, N
按中值定理：
Z
Ti
xi x i 1
Ti

1 (
ri
)dx A
（xi


x
i
1
)


Ti
• 双套管式、三套管式
流体流向：轴向、径向
固定床反应器的数学模型
拟均相数学模型：
忽略床层中颗粒与流体之间温度和浓度的差别 –平推流的一维模型 –轴向返混的一维模型 –同时考虑径向混合和径向温差的二维模型

低流量下微细颗粒固定床的温度分布及有效传热参数研究

低流量下微细颗粒固定床的温度分布及有效传热参数研究

２ Ｃ ｌ ｇ ｆ ｃａ ｉ ｌ ｄ ｌｃ ｏ ｉ ， ｎ ｄ ｏ ｉ ｒｉ Ｑ ｎｄ ｏ２ ６ ７ ， ｈ ａ ． ｏｌ ｅ ｈ ｃ ｅｔ ｎｃ Ｑｉ ａ ｖ ｓｙ， ｉ ａ ６ ０ Ｃ ｉ ） ｅ ｏ Ｍｅ ｎ ａ ａ Ｅ ｒ ａ ｎ ｌ ｇ Ｕｎ ｅ ｔ ｇ １ ｎ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｉ ｒ ｅ ｘ ｌ ｒ ｅ ｔｔａ ｓｅ ｈａａ ｔｒｓｉｓｉ ｈ ｃ ｏ ｒ ａ ｔｒｏ ｏ ｈ ｒ ｌ ｅ ｏ ． ｆｅ ｔ ｆ ｔ ａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｐ ｏ ｅｈ ａ ｒ ｎ ｆｒｃ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｎ ｔ ｅ ｍｉｒ ｅ ｃｏ ｆｂｉｔ ｅ ｍａ ｎｓ ｒ ｅ ｆ ｃｓｏ ｏ ｓ
和微 细颗粒直径（ 平均直 径分别为 １ ．５和 Ｏ４ 对 固定床 内部温 度分布的影响 ，并 结合二维均相传热理论模 型， ，Ｏ７ ．５ｍｍ）
获得 了有效径 向导热 系数和有效壁 面传 热系数等重要参数 。 究结果表明 ， 研 即使在流 量非常小（ ｌ Ｌｒｉ ） 如 ． ｎ 的情况下 ， ｍ ａ
ｍＬ． ｉ ａ ｄ ｍＬ． ｉ －、 ｏ ｔ ｅ ｅ ｍ ｎ ｎ ｌ ａ ｒ ｎ ‘ ｎ ｈ ｔ ｍｐｅ ａｕ ｅ ｉｔｉｕ ｉｎｓ ｎ ｒ ｔ ｒ ｄ ｓｒｂ ｔｏ ｉ ｍｉｒ ． ａ ｋ ｄ ｅ ｓ ｃｏ ｐ ｃ ｅ ｂ ｄ ｗｅ ｅ ｎ ｅ ｔｇ ｔ ｄ ｒ ｉｖ ｓｉ ａｅ
固定床入 口段温 度分布也 很不均匀 ，存在 明显的“ 口段效应” 入 ，但 随着床层的增 高，这种效应快速减 弱；实验所采用
树脂 颗粒的导热 系数很低 ，颗粒 直径越小 ，接触热 阻和 流动阻力也越大 ，导致其有 效传热参数越 小，不利于热生物传 感器 中微量反应热信 号的检测 ；在相 同 。 时，本研 究的有效径 向导热 系数 明显小于文献值 ，而有 效壁面传热参数与 多数 文献值 比较接近 。

2015年固定床反应器设计计算

2015年固定床反应器设计计算
Enzh2o02u1L/iu1,0N/1o0rthwest University, Xi’an
4次方
23
范德霍夫方程
2021/10/10
24
5.设计实例
Enzh2o02u1L/iu1,0N/1o0rthwest University, Xi’an
25
5.设计实例
物料衡算
Enzh2o02u1L/iu1,0N/1o0rthwest University, Xi’an
对外换热式反应器
5
2.固定床反应器---分类（换热）
自热式反应器
传热和温度控制是难点，固定列管式固定床反应器性能较好 反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50; 填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体)
Enzh2o02u1L/iu1,0N/1o0rthwest University, Xi’an
的反应。 Enzh2o02u1L/iu1,0N/1o0rthwest University, Xi’an
3
1. 固定床反应器---概念
与流化床反应器及移动床反应器的区别在于
固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于
实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接
触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。
用于气固相或液固相非催化反应时，床层则
12
式（6-55）和（6-59）分别积分并整理得：
设计方程 操作方程
W xAf dxA
FA0 xA0 (rA)
T T 0y A 0 ( c P H A )(x A x A 0 )(x A x A 0 ) （6-60）
设计方程和操作方程联立求解，可求W。当动力学方程比 较复杂时，难以得到解析解。一般采用数值积分或图解法计算。

第六章_固定床反应器

第六章_固定床反应器

固定床反应器；
流化床反应器；
移动床反应器。
n固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层
静止不动，气体反应物自上而下流过床层，
进行反应的装置称作固定床反应器。
主要固定床催化反应过程如下表
基本化学工业 烃类水蒸气转化 一氧化碳变换 石油化学工业 催化重整 二氯化烷 异构化 醋酸乙烯酯
一氧化碳甲烷化
氨合成 二氧化硫氧化 甲醇合成
主要固定床催化反应过程如下表基本化学工业石油化学工业烃类水蒸气转化一氧化碳变换一氧化碳甲烷化氨合成二氧化硫氧化甲醇合成催化重整异构化二氯化烷醋酸乙烯酯丁二烯苯乙烯加氢脱烷基611固定床反应器的优缺点固定床层内的气相流动接近平推流有利于实现较高的转化率与选择性
第六章 固定床反应器
1
6.1 概 述
n
气固相催化反应器可分三大类：
绝热式固定床反应器可分为轴向反应器和
径向反应器。 (1)轴向绝热式固定床反应器

如图(a)所示。这种反应器结构最简单，实 际上是一个容器，催化剂均匀堆置于床内
，预热到一定温度的反应物料自上而下流
过床层进行反应，床层同外界无热交换。
10
(2)径向绝热式固定床反应器

如图 (b) 所示。径向反应器的结构较轴向 反应器复杂，催化剂装载于两个同心圆构 成的环隙中，流体沿径向流过床层，可采 用离心流动或向心流动。

1 b fm a b R m d puo R m
• 反应床层压降
例题
• 乙烯在银催化剂上氧化制环氧乙烷，年 产环氧乙烷1×106 kg,采用二段空气氧化 法。主要反应为：
• C2H4+1/2O2 C2H4O • △H1= -103.4kJ/mol(25℃)

固定床反应器设计

固定床反应器设计

孔隙率分布
4、流体在固定床中流动的特性
流体在固定床中的流动情况较之在空管中的流动要复杂得多。 固定床中流体是在颗粒间的空隙中流动，颗粒间空隙形成的孔道 是弯曲的、相互交错的，孔道数和孔道截面沿流向也在不断改变。
空隙率是孔道特性的一个主要反映。在床层径向，空隙率分布的 不均匀，造成流速分布的不均匀性。
催化剂微孔内的扩散过程对反应速率有很大的影响。反应物进入微孔后， 边扩散边反应。如扩散速率小于表面反应速率，沿扩散方向，反应物浓度 逐渐降低，以致反应速率也随之下降。采用催化剂有效系数对此进行定量 的说明。
实际催化反应速率 催化剂化剂内表面与外温度, 浓度相同时的反应速率
rP rS
结论：当 ≈1时，反应过程为动力学控制，当 ＜1时，反应过程为内
扩散控制。
内扩散不仅影响反应速率，而且影响复杂反应的选择性。如平行反应中， 对于反应速率快、级数高的反应，内扩散阻力的存在将降低其选择性。又 如连串反应以中间产物为目的产物时，深入到微孔中去的扩散将增加中间 产物进一步反应的机会而降低其选择性。
注意事项：
固定床反应器内常用的是直径为3~5mm的大颗粒催化剂，一般难 以消除内扩散的影响。实际生产中采用的催化剂，其有效系数为 0.01～1。因而工业生产上必须充分估计内扩散的影响，采取措施 尽可能减少其影响。在反应器的设计计算中，则应采用考虑了内扩 散影响因素在内的宏观动力学方程式。
外扩散过程
流体与催化剂外表面间的传质。
NA kcASe cGA cSA
在工业生产过程中，固定床反应器一般都在较高流速下 操作。因此，主流体与催化剂外表面之间的压差很小， 一般可以忽略不计，因此外扩散的影响也可以忽略。
结论：外扩散的影响也可以忽略。

化学反应工程期末考试复习题

8、简述理想反应器的种类？ 答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和
平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的 反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温 度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的 方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内 具有相同的停留时间。
内的流体，在反应器出口流体的质点中，在器内停留了t到t+dt之间的流
体的质点所占的分率为E（t）dt
=0
E(t)dt
1.0
6、活塞流反应器与全混流反应器的相同点和不同点是什么？ 答：（1）活塞流反应器又称平推流或理想置换反应器。特点：沿物流方向，反
应混合物T、C不断变化，而垂直于物流方向的任一截面（称径向平面）上物料的所 有参数，如：C、T、P、U等均相同。在定态情况下，沿流动方向上物料质点不存 在返混，垂直于流动方向上的物料质点参数相同。长径比很大，流速较高的管式反 应器。 （2）全混流反应器又犯法理想混合或连续搅拌槽式反应器模型：特点：在反应器 中所有空间位置的物料参数（C、T、P）都是均匀的，而且等于物料在反应器出口 处的性质。搅拌很好的连续搅拌槽式反应器。
第12页/共33页
五、计算题
首先求反应速率常数
V cA0 cA
V0
rAf
2 1 0.2 1 0.2k
k 2hr1
全混流反应器切断进出料即为间歇反应器
cA ekt cA0
cA e20.5 0.2
cA 0.0736kmol m3
xA
cA0 cA cA0
1 0.0736 1
0.9264
第6页/共33页
11、流态化——当流化速度达到一定数值时，固体颗粒相互之间无接触， 床层体积膨胀，固体颗粒处于激烈的运动状态。 12、返混—— 不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。连续流动 反应器中，反应物料的参数随空间位置而变，不同空间位置的物料由于 倒流、绕流、回流等流动状况，使不同年龄的质点混合，即返混。 13、假态点——反应器的操作线中的满足热平衡条件但不满足热稳定条 件的工作状态点，且通过适当改变条件可转化成稳态点的工作状态点。 14、对比速率——复杂反应中主产物的生成速率与副产物的生成速率的 比值。

化工反应过程之固定床反应器


热传导、 热对流、 热辐射。
热传导、 热对流
傅立叶定律：
dQ dl T
z
牛顿冷却定律：
dQ dA T
z
一般情况下，可以把催化剂颗粒看成是等温体，忽略颗粒内
部、颗粒在流体间和床层径向传热阻力，床层的传热阻力全
部集中在管壁处。这样传热过程的计算就可简化成床层与器
壁之间的传热计算
固定床中的传质传热
固 传热速度方程为 dQ t Tm Tw dF
为了消除壁效应，一般，管径与粒径之比应 大于8。
催化剂床层特性
固定床的当量直径de为水力半径RH的四倍
固 定 床
流道有效截面积 4
de
4RH
4 流道润湿周边长
Se
当 量 直
Se
（1 ）AP
VP
（6 1 ）
dS
径
de
4RH
4
Se
2 3 1
dS
流体在固定床中的流动特性
在固定床中，流体在颗粒间的空隙中流动，流动通 道是弯曲、变径、相互交错的，流体撞击颗粒后分 流、混合、改变流向，增加了流体的扰动程度。
绝热式固定床反应器
中间换热式
多 段
进料
绝
热
式
固
催化剂
定
床
反
应
器
催化剂
中间换热式是指冷、 热流体是通过段间的 换热器管壁进行热量 的交换。其作用是将 换 上一段的反应气体冷 热 却至适宜温度后再进 器 入下一段反应，反应 气体冷却所放出的热 量可用于对未反应的 原料气体预热或通入 外来换热介质移走。 而换热设备可以放在 反应器外
截面积的流速。
u0
V0 AR
固定床的经验法计算

(优选)第一二三节颗粒床层特性


非均匀（大小不等）颗粒的床层 小于均匀颗粒的
2、床层的比表面
指单位床层体积具有的颗粒表面积，用 aB表示
aB
S颗粒 V床
aB a(1 ) 床层内表面积
由颗粒比表面积 a S颗粒 V颗粒
S颗粒 aV颗粒
思考：
a 和 aB的区别
a S颗粒 V颗粒
V床 V颗粒 1 V颗粒 V颗粒 1
（2）颗粒群的平均直径
由 a 6 dp
6
dm
6 mi dpi m
dm
1 xi
d pi
mi m
xi （表示各种筛号上颗粒直径所占比例）
三、床层特性
1、床层的空隙率
V床 V颗粒 1 V颗粒
V床
V床
均匀球形颗粒按最松排列时
d
3 p
6 d p3
d p3
1
6
0.48
乱堆的非球形颗粒（大小均匀） 大于球形颗粒的
型 的例子在20世纪40年代已经完善。 数学模型法立足于对所研究过程的深刻理解
1、基本特 征（1）过程分解—对过程的研究分析—简化的基础和前提 （2）过程简化—对过程的理解—没有简化得不到数学模型 2、主要步骤
（1）简化 — 建立物理模型
（2）建立数学模型及求解
（3）模型检验及参数估值
二、 床层的数学模型 1、简化—建立物理模型
但对于流体在颗粒层中的流动，由于颗粒层是随机堆积， 边界条件难找，因此不以原理探讨为主，而谈实际如何处 理问题。
第二节 颗粒床层的特性
一、单颗粒特性
与颗粒的大小（体积V）、形状 （取向 或 ）、 表面积（S）、比表面积 a（即S/V）等因素有关。
1、球形颗粒 体积 表面积

异形多通孔催化剂工程研究(Ⅲ)—12孔及24孔颗粒固定床传热参数测定

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第 １ 卷第 １ ６ 期
２ ０ 年 ２ 月 ０２ 立章 端号
高 技 化 学 工 程 学 报 Ｊ ｔ ａ ｃ Ｃ ｅ ， Ｅ ｇ ｇ ｆ ｌ ｓ ｕ ｃ ｉ罄 ｃ ｒ ｌ ａｎ ｘ ｎ ｉ ￣ｎ ａ ｌ ｆ ￣ ｎ ｏ Ｃ ￣ｅ ｖ ｎ ｅ
Ａ ｌ （ｋｍｂｃ ｘａ ｂ ｔ ｅ） ｌ
ｆ） ０
Ｈ ． Ｉ ￣ｇ Ｍ
０
加丑
５０ ．
ｍ皿
８２ ．
ｍｍ ｍｍ
加 ｍ
加ｍ ｍ皿
加丑
１ ． １ ０５ ２２ １ ． １ ． ３ ４ ４８
（） １ ０）
质分 流 、汇集 的并 联管 道取代单 回路 的管道 改进而成 ，由
于导热 油 流 量较 大 ，可 源自 壁 温在 实验允 许 范 围 内保 持 恒 定 。压缩 空气经 过滤 、干燥 、计量 、预热后进 人固定床 底
部 的非强制 冷却 段 ，再 进入 固定床 床层 ，出固定床 的空气
放空 。冷却 介质 采用导 热油 ，导热 油通过油罐 、高温 油泵
摘 要 ：对两 种 薄片结 构 的异形 多通孔催 化剂 颗粒 的传热 特性进 行实验 研究 。在一可 同时测 定轴 向和径 向温度 分布 的壁冷 式 固定 床 中测 定 了 ｌ ２孔及 ２ ４孔异 形多通 孔颗粒 的温度分 布 利用 所薏 实验 数据对 拟均 相＝维模童 进行 了 Ｉ 径向有 效导 热 系数 和壁 给热 系数 的计算 。将 得到 的传 热参数 与雷诺 数相 关联 ，并 与相似 条件 下 暇柱形及 单孔 环柱 形催 化剂 颗粒 的传热参 敫进 行 比较 。结果 表明 ，ｌ ２孔及 ２ 孔异 形多通 孔颗粒 能有效改 善固定 床传热 性能 。 ４ 关键词 ： 固定床 ：薄 片结 构异形多 通孔颗 粒 ；径 向有效 导热系数 ：壁给 热系数
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ＺＨＵ Ｌｉ ｐｉ ｎｇ ， ＹＵＡＮ Ｚｈｕ ｌ ｉ ｎ ， ＹＡＮ Ｙａ ｍｉ ｎｇ ， ＬＵＯ Ｄｅ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ Ｈｏ ｎ ｇ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ 。 ＬＩ Ｂｉ ｎ
（ Ｋｅ ｙ Ｌａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｔｈ ｅ ｒ ｍａｌ Ｃｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，Ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｅｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
的提 升 起 着 主 导 作 用 ，而 颗 粒 的传 质 速 度 则 受 表 观 气 速 的 影 响更 为 明显 。
关 键 词 ：固 定 床 ；丝状 颗 粒 ；传 热 传 质 ；数 值模 拟
Ｄ０Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ４ ３ ８ — １ １ ５ ７ ． ２ Ｏ １ ３ ． ０ ８ ． ０ ０ ５
ａ ｎ ｄＥｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ，Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｎａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ６ ，Ｊｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ；
Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｔｏ ｂ ａ ｃ ｃ ｏ Ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， ＣＮ Ｔ Ｃ， Ｚｈ ｅ ｎ ｇｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ １ ， Ｈｅ ｎ ａ ｎ ， Ｃｈ ｉ 口 ）
为了能够从颗粒尺度的微观层面揭示丝状颗粒与气体颗粒与颗粒之间的热质传递机理建立了一种丝状颗粒传热传质数学模型之后将离散单元法与计算流体力学相结合对实验中较难获得的床层局部流动及传递信息进行了数值模拟并着重分析比较了气流入ii温度以及表观气速等关键因素对固定床中丝状颗粒温度和含水率变化的影响规律
第６ ４卷
（ 东 南 大 学 能 源 热 转 换 及 其 过程 测控 教 育 部 重 点 实 验 室 ，能 源 与 环 境学 院 ，江 苏 南 京 ２ １ ０ ０ ９ ６
郑 州 烟 草 研 究 院 烟 草行 业 烟 草工 艺 重 点 实 验 室 ，河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要 ：目前 对 于 固定 床 中丝 状 填 充 颗 粒传 热 传 质 特 性 的认 识 仍 处 于 初 始 阶 段 。为 了能 够 从 颗 粒 尺 度 的微 观层 面揭 示 丝 状 颗 粒 与 气 体 、颗粒 与 颗粒 之 间 的热 、质 传 递 机 理 ，建 立 了 一 种 丝 状 颗 粒 传 热 传 质 数 学 模 型 ，之 后 将 离 散
ａ ｐ ｐｒ ｏ ａ ｃ ｈ ｗａ ｓ ｅ ｍｐｌ ｏ ｙ ｅ ｄ ｔ ｏ ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ １ ｓ ｔ ｕｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｌ ｏ ｃ ａ ｌ ｆ ｌ ｏ ｗ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｉ ｎｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｘ ｅ ｄ ｂ ｅ ｄ．
中图 分 类 号 ：ＴＱ ５ ３ ６
文 献 标 志码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ４ ３ ８ —１ １ ５ ７（ ２ ０ １ ３ ）０ ８ —２ ７ ３ ６ ０ ９
Ｈｅ ａ ｔ ａ ｎｄ ｍａ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ｏ ｆ ｆ ｉ ｌ ａ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｕ ｓ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｆ ｉ ｘ ｅ ｄ ｂ ｅ ｄ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｅ ｋｎｏ ｗｌ ｅ ｄｇ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｈ ｅ ａ ｔ ａ ｎｄ ｍａ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｆ ｉ ｌ ａ ｍｅ ｎｔ ｏｕ ｓ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｉ ｎ ａ ｆ ｉ ｘｅ ｄ
ｂｅ ｄ ｉ ｓ ｐ ｒ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｒ ｙ ． Ｔｈｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ａ ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｃ ｏ ｐ ｉ ｃ ｈｅ ａ ｔ ａ ｎｄ ｍ ａ ｓ ｓ ｔ ｒ ａ ｎｓ ｆ ｅ ｒ
ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｓ ｍｓ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ａ ｎｄ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｇ ａ ｓ ａ ｎｄ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ａ ｔ ｐａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｃ ａ ｌ ｅ ． Ｔｈ ｅ ＣＦＤ～ ＤＥＭ ｃ ｏｕ ｐｌ ｅ ｄ
单 元 法 与 计 算 流 体 力 学 相结 合 ，对 实 验 中较 难 获 得 的床 层 局 部 流 动 及 传 递 信 息 进 行 了 数 值 模 拟 ，并 着 重 分 析 比
较 了气 流 入 口温 度 以及 表 观气 速 等关 键 因素 对 固定 床 中 丝 状 颗 粒 温 度 和 含 水 率 变 化 的 影 响 规 律 。通 过 模 拟 结 果 与 实 验 数 据 的 对 比 ，验 证 了 所建 模 型 的可 行 性 。研 究 结 果 表 明 ：同 一 时 刻 ， 固定 床 中颗 粒 温 度 大 体 上 是 随 着 床 层 高 度 的增 加 而 降 低 ，含水 率 则 是 随着 床 层 高 度 的 增 加 而 升 高 ；气 流 入 口温 度 对 于 固定 床 中 丝 状 颗 粒 平 均 温 度
第 ８期
化
工 学
报
Ｖｏ １ ． ６ ４ ＮＯ． ８ Ａｕ ｇｕ ｓ ｔ ２０１ ｒ ｎ ａ ｌ
固定床 中丝状 颗粒 的传 热传 质 特性
朱 立平 ，袁竹林 ，闫亚 明 ， 罗登 山。 ，王宏 生 ，李 斌。