《表1 不同流化形式的比较 (以气固系统为例)》

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《流态化与物质相变的相似性》

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典型气固流态化装置及其内部状态可描述如下[47]，如图1所示，气体向上流经细小的固体颗粒，流体对其中有相对速度的固体颗粒施加的力称为曳力。如表1所述，当气体的流速Ug很小时，其曳力难以将固体颗粒悬浮起来，气体只是穿过颗粒之间的空隙流动，此时的固体颗粒保持静止不动的状态；逐渐增加气体的流速到一临界值时，颗粒在一定的范围内游动和振动，固体颗粒被悬浮在向上流动的气体中时，这种状态为最小流化状态，与之相对应的气体流速记为最小流化速度Umf。在一般的气体与固体颗粒混合系统中，当气体流速超过最小流化速度Umf，在颗粒层内部会随机形成气泡（空腔），形成非均匀结构。在气体速度增加的过程中，气泡数目增加，尺寸加大，非均匀结构更加明显。当气泡体积份额随流体速度的增加达到一定限度后，原本离散的气泡变为连续的稀相，而原本连续的乳化相变为离散的颗粒团，这一连续相和离散相的倒置过程是逐渐变化的。随气体流速增大，依次出现鼓泡、湍动和快速流化三种结构。当气体的速度小于颗粒的终端速度时，颗粒不会被带出系统；当气速超过颗粒的终端速度时，颗粒开始被气体吹出床层，在提升管顶部经平滑出口进入分离器进行气固分离，气体被收集，固体颗粒自分离器底部流出经集料仓返回提升管，以进行下一次循环。当气体流速增加到临界值Upt时，系统内部两相流动结构突然破坏，导致系统跃迁为均匀的稀相输送，这种突变行为被称为“噎塞”，对应的颗粒流率称为气固系统的饱和夹带量K*。