流化床在化學(xué)加工工業(yè)中被廣泛用于分離,快速質(zhì)量和傳熱操作以及催化反應(yīng),典型的流化床是含有顆粒并且氣體或液體流體流過的圓柱,在流化床反應(yīng)器的情況下,顆粒將含有催化劑,并且顆??赡苁俏談┗蛭絼?。流體的速度高效地懸浮或流化柱內(nèi)的顆粒,為流體接觸提供了大的表面區(qū)域,這是流化床的主要優(yōu)點。流化床的大小范圍從小型實驗室規(guī)模的設(shè)備到非常大的工業(yè)系統(tǒng)。
無論流化床是用于分離還是反應(yīng),主要目的是以優(yōu)化應(yīng)用的流速操作
流化床干燥機。準(zhǔn)確的模型將顯著增強,但即使在質(zhì)量水平上,復(fù)雜動力學(xué)流動床的建模仍然對工程師和科學(xué)家構(gòu)成挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)來自考慮固相和流體兩相以及它們之間相互作用的必要性,以形成用于理解流化特性的完整圖片。
根據(jù)流體的流速可以觀察到流體流動的多種流動模式。低流量的流體效率,流體通過顆粒之間的空隙而不會妨礙顆粒之間的空間。顆粒床保持就位的情況稱為“固定床”。在較高的流動速率下,作用于顆粒的拖曳力可以超過引力和提升顆粒。然而,當(dāng)顆粒床膨脹時,空隙空間中的流體流動力會下降。結(jié)果是一個高度動態(tài)的狀態(tài),就像流態(tài)化一樣??梢酝ㄟ^定性觀察容易地識別的流化狀態(tài)包括在較低流速下的鼓泡和段塞模式以及在較高流速下的紊流模式。在流體流速非常高的情況下,即使顆粒被廣泛分離,阻力也會吸引單個顆粒上的凈重力。在這種氣力輸送方式中,顆粒通過集裝箱運輸,并且必須從外部重新引入。