固定床:流体以较小的流速通过颗粒床层,颗粒保持静止状态。流动情况:流体在床层的空隙中流动;复杂性:孔道的形状、数目、流动状态随机,孔道中流动属层流,但局部出现湍流。处理方法:简化床层,管外流问题→管内流问题。3.5流体通过固定床的流动床层阻力:床层中所有颗粒所受曳力之和。优点:用简化的模型来代替床层内的真实流动,便于用数学方法来处理,然后再通过实验加以校正。3.5.1固定床的床层简化模型1)颗粒床层由许多平行的细管组成,孔道长度与床层高度成正比;2)孔道内表面积之和=全部颗粒的外表面积;3)孔道内全部流动空间=床层中空隙的体积;简化模型:根据模型:22udlpfLu(a)u(b)实际床层简化模型以1m3床层为基准润湿周边长度流通截面积44Herd孔道内表面积体积空隙孔道)(4BHar))1((aaB)1(64aedd当量直径:CLl孔道长度:LL)1(a)1(6ad)6(ada虚拟细管的当量直径:Lu(a)u(b)实际床层简化模型3.5.2流体流过固定床的阻力(1)层流232efduCLp/uu代入:)(PVssuusq164aedd:流体在孔道中流速其中,u)32(2dlupf/uuCLl322)1(362afduCLP得:232)1(150afduLPKozenyBlake方程:5.0,床层空隙率适用条件:流体为层流(2)湍流根据范宁公式:22udlpef,/uu代入:164aedd,CLl23)1(46afduCLp得:适用条件:高度湍流,摩擦系数为常数。23)1(75.1afduLpPlummerBurke方程:实验数据证明,5.346c(3)欧根(Ergun)方程将以上两方程叠加得到:aafduduLp23232)1(75.1)1(150(4)欧根方程的其它形式75.1)1(150132aafudLduP优点:适应于各种流型。132LduPfafF令无量纲数群:aepudR75.1)1(1501epFRf则:▲层流,10)1/(时epR1)1(150ePFRfada用比表面积322')1(uakLpf康采尼方程:▲湍流,1000)1/(时epR75.1Ff12310201002001000231020100200ReP/(1-ε)fFfF与ReP/(1-ε)的关系