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第一章 散料力学基础1

1.1 引言1

1.2 散料的力学性质2

1.2.1 散料的变形及可压缩性2

1.2.2 散料的抗剪强度、内摩擦力和黏聚力3

1.2.3 散料的流动性及其测量5

1.3 应力和应变7

1.3.1 弹性平衡7

1.3.2 极限平衡12

参考文献21

第二章 气固两相流动力学模型基础22

2.1 单流体模型、双流体模型和多流体模型22

2.2 颗粒群视为连续介质的条件23

2.3 用双流体模型研究非流态化气固两相流24

2.4 连续介质力学模型24

参考文献25

3.1 非流态化气固两相流的基本特征及判据26

第三章 非流态化气固两相流的判别及其流型划分26

3.2 非流态化气固两相流的流型划分27

3.2.1 固定床气体压降方程27

3.2.2 移动床气体压降方程29

3.2.3 垂直移动床气固流动相图29

参考文献31

第四章 非流态化气固两相流动力学理论32

4.1 固相动量守恒方程32

4.1.1 普适性固相动量守恒方程32

4.1.2 倾斜圆柱形床固相动量守恒方程34

4.1.3 垂直圆锥形床的固相动量守恒方程34

4.1.4 垂直圆柱形床的固相动量守恒方程34

4.1.5 垂直方锥形床的固相动量守恒方程34

4.1.6 垂直方柱形床的固相动量守恒方程35

4.2 气体压降方程35

4.4.2 简化的解析解36

4.4.1 数值解法36

4.4 颗粒间接触压力、气体压力及空隙率的轴向分布之理论预测36

4.3 空隙率方程36

4.5 床层空隙率εs，εv，ε0，εmf之间的关系37

参考文献38

第五章 固定床39

5.1 料仓39

5.1.1 圆锥形料仓壁的压应力分布39

5.1.2 圆柱形料仓壁的压应力分布40

5.1.3 料仓的超测压现象41

5.1.4 料仓设计基础42

5.2 固定床反应器中的气体流动与压降43

5.2.1 修正的动量守恒方程44

5.2.2 气体在侧壁开孔的分布管内的静压分布45

5.2.3 轴向分流不均匀度45

参考文献46

6.2 移动床中的气体流动48

6.2.1 气体速度及流率的理论预测48

6.1 颗粒间接触压力、气体压力和床层空隙率的轴向分布48

第六章 移动床48

6.2.2 气体速度与流率的实验验证49

6.3 气力移动床上输51

6.3.1 输送管形状分析52

6.3.2 移动床操作的稳定性条件54

6.3.3 功耗及输送效率54

6.3.4 临界移动床输送的动力学55

6.3.5 移动床上输的实验研究58

6.4 移动床过滤除尘67

参考文献69

第七章 移动床料腿的料封作用70

7.1 料封的概念70

7.2 料封能力的计算70

7.3 理想料封的设计71

7.4.1 锥形斗的压降△pv73

7.4.2 立管的压降△pl73

7.4 锥形斗-立管型料腿的料封能力73

7.4.3 锥形斗中气体对固体的曳力Fv74

7.4.4 立管中气体对固体的曳力Fl74

7.4.5 锥形斗-立管系统的理论料封能力75

参考文献76

第八章 锥形阀(V阀)排料动力学77

8.1 锥形阀排料系统的一般结构77

8.2 锥形阀浓相排料与移动床排料的机理78

8.3.1 力平衡方程79

8.3 锥形阀的移动床排料动力学79

8.3.2 气体压降方程80

8.3.3 气体通过锥形阀的流率80

8.3.4 锥形阀底部的气固相对速度81

8.4 流态化下料腿的流动力学81

8.4.1 料腿的压降△pl81

8.4.2 料腿床层的空隙率εl81

8.4.3 通过流态化料腿的气体流率Ggl81

8.4.6 流态化料腿的最大固体流率(Gp)max82

8.4.4 通过分布板的最小气体流率(Ggd)min82

8.4.5 料腿中的料面高度hl82

8.5 锥形阀排料系统的实验研究83

8.5.1 浓相排料试验84

8.5.2 移动床排料试验86

参考文献88

第九章 颗粒通过移动床底部孔口的流动力学89

9.1 无压差立管-孔口系统的固体流率89

9.2 有压差立管-孔口系统的固体流率89

9.3 孔口流率的理论预测90

9.3.1 流动模型90

9.3.2 动力学方程91

9.3.3 孔口流率的理论计算92

9.3.4 孔口流率的实验93

9.3.5 黏性颗粒物料通过立管-漏斗系统的流动94

参考文献96

10.1.1 基本假设98

第十章 架拱机理及预防对策98

10.1 理论分析98

10.1.2 圆锥形立管中的架拱理论99

10.1.3 圆柱形立管中的架拱理论103

10.1.4 方锥形立管中的架拱理论105

10.1.5 方柱形立管中的架拱理论106

10.2 实验验证106

10.2.1 与文献数据的对比106

10.2.2 实验验证106

参考文献109

第十一章 气控式颗粒状物料的加料及排料技术110

11.1 L型阀110

11.1.1 L型阀结构尺寸设计的一般原则111

11.1.2 垂直管段的气固流动力学111

11.1.3 水平管段的气固流动力学——拟整体流动模型113

11.1.4 L型阀气固两相流动力学模型的求解116

11.1.5 L阀模型的实验验证116

11.2 气动式排料阀117

11.1.6 预测L型阀排料速率的经验关联式117

11.2.1 实验装置及实验条件118

11.2.2 实验结果及讨论120

11.2.3 气动式排料阀设计程序121

11.3 气控式脉冲加料器121

11.4 气控气球式高压粉料连续加料装置122

11.4.1 加料装置的结构及工作原理122

11.4.2 实验考察123

参考文献127

第十二章 非流态化气固流的测试技术129

12.1 非流态化气固两相流中固体颗粒对器壁压力的测量129

12.1.1 压力传感器的选型与研制130

12.1.2 传感器的标定130

12.1.3 测量结果131

12.2 非流态化气固两相流空隙率的测量133

参考文献134

符号表136