PDF《原生纳米级颗粒的聚团散式流态化》

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4 # 颗粒流化性质的分析,给出了聚团散式 流态化特征及具有该行为的颗粒特征 $ 实验装置及原料 流态化实验采用内径! . ='

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的流 化床装置 为了消除静电的影响,床体使用玻璃材 质 全部实验在常温常压条件下进行 流化空气由 空气压缩机送出,先经过硅胶干燥柱除去水分,再 经过转子流量计计量后进入流化床 流化颗粒为德库撒公司的气相法制备的 <

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4 # 产品,其原生颗粒平均直径均为$ @&

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,颗粒物性 列于表$ 图$的透射电镜照片显示,纳米级<

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4 # 原生颗粒近似呈球形,并以疏松的链枝状结构连 接,因此即使在自然堆积状态下,原生颗粒之间仍 然保持大量空隙,致使颗粒的松堆密度比原生颗粒 密度低两个数量级 低堆比是气相<

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4 # 产品的一 个显著特点 由于原生颗粒粒径很小,因此按原生 颗粒计算所得的理论临界流化速度和颗粒终端速度 也很小 ! # $ % &

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0 # 实验结果与分析

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聚团散式流态化现象 <

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4 # 颗粒具有独特的流态化现象― ― ―即能以 团聚体的形式实现平稳的无气泡散式流化 当表观 气速很低时,与普通 !类颗粒的流化相似,会有 节涌、沟流现象出现,如图# ( ) ) 所示 由于原生 纳米级颗粒十分复杂的颗粒间作用力,使其可以生 成多级团聚的颗粒堆积形态,因此在相同的颗粒密 度条件下,纳米级<

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4 # 颗粒形成了比普通 !类及 2类颗粒堆积密度低$个数量级以上的颗粒堆积状 态 纳米颗粒这种十分疏松的颗粒堆积状态,使得 在流化初期的节涌、沟流并不稳定 随着气速增 大,气流的扰动会破坏沟流,节涌也会在上升过程 ・ # $ % ・ 第= .卷第/期王等:原生纳米级颗粒的聚团散式流态化 ! # $ % &

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8 - 中破碎$当气速增大到一定程度,全床层进入一种 新的稳定状态― ― ―颗粒以稳定团聚体的形式实现无 气泡均匀流化,如图% (9 ) 所示$从固定床状态过 渡到流化床状态的过程存在一定的随机性$虽然总 体上都是由局部流化发展为全床均匀流化,但是最 初的流化区域可能在床层顶部,也可能是先出现在 沟流区,还可能由节涌破碎最终形成稳定流化$无 论哪种过渡过程,只要气速足够高,全床最终都可 以进入稳定的聚团流化状态,此时若将颗粒团聚体 (下文称为二次颗粒) 视为流化颗粒,则流化现象非 常类似于液固体系中常见的散式流态化$ 在实验气速范围内 (!#:;

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) , 可维持理想的聚团流化状态$由于流化是以粒度较 大的二次颗粒形式进行的,所以尽管操作气速已远 远高于原生颗粒的理论临界流化气速和终端速度, 但是扬析现象并不显著,料面高度可以长时间维持 恒定$ ! $ ! 聚团散式流态化特征 原生纳米级4