1、單一顆粒流化床中料層高度隨氣流速度變化的情況（a）固定床；（b）鼓泡床；（c）湍流床或快速床；（d）氣力輸送狀態床層高度、阻力與的關系h料層高度；p料層阻力；u氣流速度第四節 循環流化床的爐內動力特性一、床層阻力（壓降）特性 由前所述，床料一定時，隨著風量（風速）的增大，料層狀態逐漸發生以下變化：固定床、鼓泡床、湍流床或快速床、氣力輸送等，則床層的高度、對應的料層壓差（阻力）變化如圖所示： 隨風量（風速）的增大，床層高度保持不變，床層（料層）壓差（阻力）逐漸增大，此時為固定床。當流化速度達到臨界流速時，料層開始松動，空隙率增大，壓差也達到最大值P2。繼續增大流化風速，依次經過鼓泡床、湍流床、快

2、速床，其壓差保持最大值P2。再增大風速，則大量顆粒顆粒被氣流帶出，料層壓差不但不增大反而下降，當顆粒被吹空時，壓差也接近為零。 由此看出，在流化狀態下，料層壓差反映了物料的多少。 此時料層阻力約等于單位面積床層的重力： P2=pgh（1-）=pgh0（1-0） =pgh0 對燃煤循環流化床，引入壓降修正系數： 則P2= pgh0 為描述流化床的膨脹程度，引入膨脹比。 膨脹比R：流化前后床層的高度之比， R=h0/h=(1-0)/(1-) 二、臨界流化速度 1.臨界流化速度的測定寬篩分床料的床層壓降流速特性 圖示為寬篩分物料床層壓降流速曲線。與均勻顆粒床層相比，寬篩分顆粒床層從固定床轉變為流化床

3、無明顯的“解鎖”現象，圖中B點為理論上的拐點。由于不存在明顯的床壓“解鎖”現象，所以B點不存在固定床狀態和流態化狀態，寬篩分床層與均勻顆粒床層的壓降曲線相同。對固定床狀態和流化床狀態下的壓降曲線分別延伸，兩曲線的交點B對應的氣流速度即為臨界流化速度。2.臨界流化速度的計算3.影響臨界流化速度的因素 寬篩分顆粒流化時的動力特性： 三、最小鼓泡速度 最小鼓泡速度：能使床層內產生氣泡的最小流化速度。 四、顆粒終端速度 1.顆粒終端速度的定義和計算 顆粒終端速度：當固體顆粒在空氣中自由下落時，隨著下降速度的加快，所受到的空氣對顆粒的曳力最終與顆粒所受的浮力和重力平衡，顆粒下降速度不再變化，此時的顆粒下

4、降速度稱為顆粒終端速度。 五、顆粒的夾帶與揚析 1.揚析 流態化領域中的揚析專指鼓泡床表面不同粒徑大小的顆粒運動行為的差異。那引起終端速度小于床層靜觀氣流速度的細粒子被上升氣流帶走，從而產生細顆粒從床料混合物中分離的現象；而其中較大尺寸的顆粒，依照原始上拋速度可以脫離料層表面進入懸浮段的某一高度，然后回落到密相區。這一分離過程被稱為顆粒的揚析。 流化床顆粒揚析的機理： （1）氣泡在達到料層表面時，把表面處的顆粒相升舉，形成波浪形的不穩定料層表面。 （2）當氣泡在界面上突出到某個高度時，氣泡破裂，把被長舉的顆粒向上、向處拋入床上面的空間，并在其間產生氣流脈動。 （3）相鄰與相隨的氣泡在料層表面處

5、會發生聚合或分裂，氣泡爆破時會相互影響，給予逸出顆粒初始動量，顆粒軌跡三維方向上呈隨機運動狀態。 （4）氣流的攜帶力使具有初始動量的顆粒繼續上升，而顆粒自身重力和已回落顆粒的碰撞作用卻力圖使顆粒從氣流分離出來并回落到料層表面。 （5）發生揚析現象后，較細微的顆粒隨氣流攜帶出，而粗大一些的顆粒只能在上升到某一力學平衡高度后脫離氣流返回料層。 2.夾帶 在流態化領域夾帶專指在上升氣流作用下，所有終端沉降速度小于氣流上升速度的顆粒被上升氣流攜帶，以一定的速度隨氣流運動的現象。 產生夾帶的原因：夾帶的根本原因是氣體的上升速度超過顆粒在靜止氣體中的自由沉降速度。（1）由于氣泡內的壓力高于料層表面，當氣泡

6、到達料層表面時，因破裂將氣泡頂部的一層顆粒噴入懸浮空間形成揚析。（2）此時，氣泡尾渦相對滯止的顆粒群和氣泡的上升流速高于周圍煙氣平均流速，使得氣泡在到達料層表面爆破后，這些尾渦顆粒群被噴入懸浮空間。顆粒帶（顆粒團）形成示意圖（3）對于自由上拋的顆粒，如其自由沉降速度小于氣體上升速度時，顆粒會繼續上升運動形成夾帶。而自由沉降速度大于氣體上升速度的顆粒，上升運動到一定高度后，最終會回落到床層，不能參與夾帶。 二、爐內物料顆粒運動和濃度分布 循環流化床鍋爐鍋爐工作在湍流床、快速床的范圍內。在這個范圍內，顆粒不再是單一顆粒，也不存在氣泡。它具有以下特點： 1.爐內形成顆粒帶和顆粒團，顆粒帶和顆粒團是不穩定的，而是不斷地產生和崩裂。面壁流（內循環） 2.物料沿壁面形成向下流動的“面壁流”，并產生“內循環”。它們對爐內傳熱和磨損