第一節顆粒與顆粒床層的特性
非均相物係的特點：物係內部有隔開兩相的介面存在，且兩側的物料性質截然不同。
非均相物係分散相：處於分散狀態。如汙水中的油滴，煙氣中的催化劑粉塵
連續相：處於連續狀態。
非均相物係分離的目的：
①獲得合格產品：如柴油的冷凍脫蠟獲得低凝點輕柴油。
②淨化連續介質：如**脫水，除去汙水中的油滴。
③**分散的顆粒物料：如**煙氣和油氣中的催化劑。
意義：維持工業生產，環保
常用方法： 沉降法
過濾法此外還有濕法除塵、電除塵及機械分離等
涉及問題： 顆粒（液滴）在流體中運動規律
流體通過顆粒物料所形成的床層的規律
一、 單顆粒的特性
大小、形狀和表面積
（一） 球形顆粒：
只用直徑便可以表明其大小。
球形顆粒的體積（m33-1）
球形顆粒的表面積（m23-2）
比表面積：單位體積顆粒所具有的表面積，用a表示。
3-3）
（二） 非球形顆粒
顆粒的當量直徑：將非球形顆粒以某方面相當的球形顆粒的直徑表示直徑。
1. 體積當量直徑：與顆粒體積相等的圓球直徑。
由3-4）
此式書上有誤
2. 面積當量直徑：與顆粒表面積相等的圓球直徑。
3. 形狀因數：反映顆粒形狀的因數。常用的為球形度
球形度：等體積球形顆粒的表面積與顆粒表面積之比
<1二、 顆粒群和顆粒床層的特性
（一） 顆粒群的特性
粒徑（度）分布的分析方法： 篩分法：大於70μm的採用此法較經濟
儀器法（粒度分布儀）
篩分法採用泰勒（tyler）標準篩，篩網用金屬絲製成，孔為正方形，網線直徑為0.053mm。
「目」：指每英吋（2.54cm）直線長度上的篩孔數。
目數越大，則粒徑越小。
篩分曲線累積分布：以小於某粒徑的顆粒所佔的質量分率（x）對dp標繪。
頻數分布：以粒徑對該粒徑顆粒所佔的質量分率標繪。
顆粒群的累積分布曲線和頻率分布曲線
(二) 顆粒群的平均直徑
工業計算中常需要用某個平均直徑代替顆粒群的粒度分布。顆粒群直徑的平均方法很多（如比表面平均，體積平均，重量平均，長度平均……）採用何種平均方法要視所要研究的系統來確定。在計算流動阻力或考慮催化反應器中催化劑的能力，填料塔中填料層的效能時，均需要考慮顆粒群的表面積大小，而顆粒的形狀並不重要，因此採用比表面積平均粒徑dp較好。
比表面積平均粒徑dp：使具有此直徑的乙個顆粒，其比表面積等於所有顆粒的比表面積平均值。
其中：xi—粒徑為dpi顆粒的質量分率；
dpi—i組分顆粒直徑。
（三） 顆粒床層的特性
顆粒床層：固定床，填料塔中的填料層，過濾形成的濾餅等。
1. 床層的空隙率：單位體積中的空隙體積，它表示了床層顆粒堆積的緊密程度。
其中：—形狀係數；
d—床徑。
p151 圖3-24的縱座標改為
均勻顆粒 = 0.48 最松排列
1.26 最密排列
粒度分布越寬（粒度越不均勻） → ↓
採用大小均勻的顆粒可提高床層的空隙率。
床層的空隙率最好由實驗測定，當沒有現成資料時可以由圖3-3估計。
2. 床層的平均自由截面積
單位床層截面上未被顆粒所佔據的面積稱為自由截面積。對顆粒均勻堆積的床層平均自由截面積的數值與床層空隙率是相等的。
3. 床層的比表面
ab：單位體積床層所具有的顆粒物料表面積，m2/m3。
此式包括了由於相互重疊或接觸的表面積。
其中：a—顆粒物料的比表面積
三、 流體通過固定床的流動
設計所需引數：通過固定床的壓降△p。
特點：通道很不規則，彎彎曲曲，相互交錯，通道截面大小變化很大，很難以純理論計算。應簡化流動過程推導並由實驗確定公式中的係數（半經驗）。可想象成流體在許多併聯的細小管路上流動。
流體在圓管中流動時：
當用於計算通過固定床層的壓力降時可寫為：
3-15）
其中：—流體流過床層的實際流道長度，m；
de—流道的當量直徑，m；
—流體在床層流道中實際流速，m/s。
由於床層顆粒間的通道很曲折3-16）
比例係數
（3-17）
在同一截面和沿床高都是變化的，工程上只能取的平均值
3-18）
其中：—以總截面計算的床層空截面流速
將式（3-16）、（3-17）和（3-18）三式代入式（3-15）中可得：
3-19）
令3-20）
則3-21）
其中：—修正的摩擦係數，由（3-21）式可解得：
3-22）
由流體動力學分析可模擬：應與re′（修正的雷諾數）有關
3-23）
將de及表示式代入（3-23）式可得：
3-24）
~當a，ε，l，，一定時，可實驗△p~的關係，得到~re′的關係。
康採尼（kozeng）發現，在流速較低時，re′<2時，與re′在雙對數座標上
與re′的關係近似成一條直線，
3-25）
其中：k′—康採尼常數，k′=5.0，其誤差<10%
由於與類似，因此常認為當re′<2時，流體通過固定床層的流動為層流。
卡曼（carman）實驗得出~re′的關係曲線如圖3-4所示：
圖3-4 ~re′關係曲線
圖3-4的曲線可用下式描述：
3-26）
當re′<2時，上式中的第二項與第一項相比可忽略，
即在re′<2範圍內，與re′在雙對數圖上為斜率等於-1的一條直線，對應圖3-4的ao段。
* p154 12行 「」改為
16行「…等式右邊第二項…」改為「…等式右邊第一項…」
將式（3-25）代入式（3-21）可解得在層流時（re′<2）床層壓降的計算公式
康採尼公式： re′<23-27）
在較寬的re′範圍內通常採用歐根（ergum）的半經驗公式來計算床層的壓力降。歐根實驗得到：
3-28）
將上式代入（3-21）得：
歐根方程： （3-29）
re′的範圍是，誤差<±25%
例：某固定床乙烯水合反應器的內徑為2.2m，器內裝填催化劑床層的高度為4.
5m，催化劑的直徑為dp=5mm，床層空隙率為0.35，通過反應器的氣體在操作條件下的流量為0.5m3/s，氣體平均密度為37.
1kg/m3，平均粘度為0.017cp，試計算氣體通過此反應器的壓力降。
已知：d=2.2m，l=4.5m，dp=5×10-3m，ε=0.35，v=0.5m3/s， =37.1kg/m3
0.017×10-3pa·s
求：△p=？
解：△p=3514.9l=3514.9×4.5=15817.09pa=15.82kpa
第二節沉降
利用機械方法分離氣—液的重要方法之一。
氣—固液液非均相物係
沉降：依靠重力或慣性離心力，利用分散相與連續相的密度不同使之發生相對運動而將其分離的過程。
分類重力沉降：**脫水，蒸餾塔頂的油、水分離
離心力沉降：催化裂化再生器中旋風分離器，血漿與血清的分離
一、 重力沉降
由於重力作用使顆粒在流體中沉降稱為重力沉降。
（一）、顆粒在靜止流體中的自由沉降
定義：單一顆粒在粘性流體中不受其他顆粒干擾的沉降。
1. 球形顆粒的自由沉降
設粒子直徑dp，密度，流體密度，粘度。
受力分析：
（1）重力： 方向向下
（2）浮力： 方向向上
（3）阻力方向與顆粒運動方向相反
其中：—顆粒在垂直於運動方向的投影面積球形顆粒
非球形顆粒取最大投影面積
由牛頓第二定律3-35）
《分物遊戲》的教學反思
各位領導 老師大家好！首先在這裡非常感謝大家對我的支援，在百忙中抽出時間來聽我的課，在這裡我向大家衷心地說聲謝謝！其次，我在這裡要特別感謝範主任 吳開永 曾慶勝，以及我的好姐妹章榮蘭和黃燕在這段時間裡給予的幫助 鼓勵和指導！接到上公開課通知的那一刻，我第一反應是想推脫，在範主任和同事們的鼓勁下，我誠...
非英語專業學生的英語閱讀策略元認知意識分析
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