颗粒(kēlì)与流体间的相对流动概述(ɡàishù)本章(běnzhānɡ)重点内容本章(běnzhānɡ)难点第一节流体绕过颗粒(kēlì)及颗粒(kēlì)床层的流动1.1颗粒(kēlì)及颗粒(kēlì)床层的特性形状不规则的颗粒：(1)颗粒的形状系数：表示(biǎoshì)颗粒的形状，最常用的形状系数是球形度Φs，它的定义式为：(2)颗粒的当量直径：a.等体积(tǐjī)当量直径dev，即体积(tǐjī)等于球形颗粒体积(tǐjī)的直径为非球形颗粒的等体积(tǐjī)当量直径：二、颗粒群的特性(tèxìng)粒度分布(Particlesizedistributions)：任何颗粒群中，粒度大小不等的颗粒所形成的一定尺寸分布。粒度分布测定方法：常用筛分法，再求其相应的平均特性(tèxìng)参数。颗粒粒度(Particlesize)测量的方法筛分法(Sievemethod)显微镜法(Microscopicmethod)、沉降法(Sedimentation)、电阻变化法(Measuringresistancestrain/variance)、光散射与衍射法(Lightattenuationanddiffractometry)、表面积法(Specificsurfacemethod)等等。注：上述方法基于不同的原理，适用于不同的粒径范围(fànwéi)，所得的结果也往往略有不同(1)颗粒的筛分尺寸(2)颗粒群的平均特性参数颗粒群的平均粒径有不同的表示法，常用等比表面积当量(dāngliàng)直径来表示颗粒的平均直径，则混合颗粒的平均比表面积αm为：三、颗粒(kēlì)床层的特性(1)床层的空隙率:单位体积颗粒(kēlì)床层中空隙的体积为床层的空隙率ε，即：(2)床层的比表面积单位体积(tǐjī)床层中颗粒的表面积称为床层的比表面积。若忽略因颗粒相互接触而减小的裸露面积，则床层的比表面积αb与颗粒的比表面积α的关系为：(4)床层的各向同性对于乱堆的颗粒床层，颗粒的定位是随机的，所以堆成的床层可认为各向同性，即从各个(gègè)方位看，颗粒的堆积都是相同的。(4)床层通道特性固体颗粒堆积所形成的孔道的形状是不规则的、细小曲折的。许多研究者将孔道视作流道，并将其简化成长度为Le的一组平行(píngxíng)细管，并规定：（1）细管的内表面积等于床层颗粒的全部表面；（2）细管的全部流动等于颗粒床层的空隙容积。则这些虚拟细管的当量直径de为:影响床层通道特性的因素：与床层颗粒的特性有关。颗粒的粒度：粒度愈小则所形成的通道数目愈多，通道截面积也愈小；粒度分布的均匀性和颗粒表面状况：粒度分布愈不均匀和表面愈粗糙的颗粒所形成的通道就愈不规则，计算流体流动时应折算成当量(dāngliàng)直径(也称为水力直径)。1.2流体(liútǐ)与颗粒间的相对运动(二)、流体绕颗粒(kēlì)流动时的作用力(1)曳力(2)曳力系数(xìshù)ξ-Rep间的关系，经实验(shíyàn)测定如图4-6所示(P114)/图中球形颗粒（φS=1）的曲线，在不同雷诺数范围(fànwéi)内可用公式表示如下：(1)滞流区（Rep<1）：二、流体通过颗粒(kēlì)床层的流动1.流体通过颗粒床层的流动(liúdòng)状态2.流体通过(tōngguò)颗粒床层的压降总阻力大小体现为流体压降的大小，又因为曳力与阻力互为作用力和反作用力，故床层的压降-Δp可以用来取代总曳力FD。规定:(1)圆筒形床层的直径为颗粒直径的10-20倍以上，在这个条件下壁效应可以忽略(hūlüè)。(2)固体颗粒在床层中的堆积是均匀的，因而床层的空隙率也是均匀的。(3)固体颗粒是致密的，流体通过颗粒与颗粒及颗粒与器壁的孔道流动，不包括流体通过颗粒本身的毛细管孔隙的扩散运动。则由床层通道特性可知，流体通过具有复杂几何(jǐhé)边界的床层压降等同于流体通过一组当量直径为de，长度为Le的均匀圆管（即毛细管）的压降。故有欧根方程:(P97)[应用(yìngyòng)于较宽的(Re)e范围]第二节颗粒(kēlì)在流体中的流动简述(jiǎnshù)1.固体颗粒(kēlì)沉降过程的作用力(2)浮力：依阿基米德定律(dìnglǜ)，颗粒在流体中所受的浮力在数值上等于同体积流体在力场中所受的场力。2固体颗粒(kēlì)的沉降形态衡量固体(gùtǐ)颗粒沉降的流动形态的依据也是雷诺数。沉降的雷诺数Ret3固体(gùtǐ)颗粒的沉降速度对球形颗粒(kēlì)，加速度为零时，沉降速度的计算1．试差法欲求ut?Ret?=dtutρ/μ。所以要用试差求得对于小颗粒，假设Ret<1，用stocks公式求ut，校核Re`t=dtutρ/μ是否小于1