CHƯƠNG1: TRẠNG TH
Á
I T
Ầ
NG S
Ô
I KH
Ố
I HẠT
Khái niệm: Trong các thiết bị của ngành Công Nghệ
Hoá Học, thường gặp hiện tượng tương tác giữa khối
hạt và dòng lưu chất chuyển qua khối hạt đó, ứng
với vận tốc nào đó thì khối hạt linh động hẳn lên,
hiện tượng đó gọi là trạng thái tầng sôi của khối hạt.
Sự tác động tương hỗ giữa khối hạt và dòng lưu
chất đánh giá bằng chuẩn số đồng dạng Reynolds
(của hạt)
XP
U
udud
Re
K
Khá
i
n
niệ
m
m
Tr
rong
cá

 Khi hạt chuyển động trong ống,
hình bên sẽ chịu các lực sau :
hì
ì
nh
b
bên
s
sẽ

c
hị
u
c
cá
c
l
ự
c
s
sau
:
hì
ình
b
bên
s
sẽ
c
hị


N
u
SCF
d
;
2

2
U

Phương trình chuyển động của hạt:

 Vận tốc cân bằng

sm
C
dg
v
d
r
c
/;
ρ.
ρ-ρ.
3
4

CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
2. VẬN TỐC CÂN BẰNG CỦA HẠT (tt)


 Vùng chảy rối: 500 < Re C
d
= 0,44
Re
24

d
C
6,0
Re
5,18

d
C
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT


Xé
t
t
khi
:
:
2. VẬN TỐC CÂN BẰNG CỦA HẠT (tt)
 Chuẩn số Archimede

2
3
P

n
sô
́
ô
A
Ar
ch
h
im
e
ed
e
Ạ
ẩ
ẩ
́
3. CÁC CHUẨN SỐ ĐỒNG DẠNG

3
2
2
4
Re .
3
r
d
gd
C
UUU
P

LY
2
3
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT


Ch
huẩ
n
n
sô
́
ô
Lia
Se
en
cô
k
ky
́
y
h
hiệ
u
LY
3. CÁC CHUẨN SỐ ĐỒNG DẠNG (tt)
1.4)(
4.1. Tính theo phương pháp tính lặp
Lần lượt như sau:



Re C
d

CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
4.2. Tính theo phương pháp chế độ chảy
Trình tự như sau:
• Trước hết tính Ar, nếu: • Khi đã biết Re thì tính:
2
1
4,1
1
33,0
Ar
Re84000Ar
9,13
Ar
Re84000Ar6,3
18
Ar
Re6,3Ar

eo
o
ph
ư
ươ
n
ng
ph
há
p
chê
́
ê
đô
c
chả
y
y
4. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH VẬN TỐC CÂN BẰNG
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
4.3. Tính theo phương pháp đồ thị
Trình tự như sau:
• Trước tiên tính Ar, trên trục hoành đồ thị hình (H9.
2) là giá trị Ar kéo đường song song với trục tung,
giao điểm với đường 6 là đọc Re từ đó tính: • Nếu nhìn từ đường 1 sang trái sẽ có LY
cb
, tính

݀
௦
݀
௩
ଶ
ൌ ͲǤʹͲ͹ܵǤ ܸ
௛
ିଶ ଷ
Τ

Trong đó: S- diện tích bề mặt xung quanh hạt, m
2

V
h
-thể tích của hạt, m
3

d
s
,d
v
- đường kính tương đương của hạt theo bề mặt
và theo thể tích, m

Hì
nh dạng hạt

Trò
n

5. HIỆN TƯỢNG GIẢ LỎNG CỦA LỚP HẠT
• Tính đường kính tương đương theo bề mặt riêng:
¦n
i
i
i
d
x
de
1
1
• Tính đường kính tương đương theo khối hạt
¦n
i
i
i
d
x
de
1
Ạ
.
HIỆ
N

5. HIỆN TƯỢNG GIẢ LỎNG CỦA LỚP HẠT
• Độ xốp của khối hạt
.
HIỆ
N
TƯ
Ợ
NG

GI
Ả
LỎ
NG
CỦ
A
LỚ
P
HẠ
T
Ệ
Ợ
Ạ
5.1 ĐẶC TÍNH KHỐI VẬT LIỆU RỜI(tt)
ࢿൌ
ࢂെࢂ
ࢎ
ࢂ
ࢎ
ൌ૚െ
࣋

v
o
-tốc độ thực của dòng lưu chất trong khe d
o

u – tốc độ trung bình của lưu chất theo tiết diện thiết bị, m/s
h
o
- chiều cao lớp vật liệu
λ
h
-hệ số ma sát của dòng qua lớp vật liệu
 ൏ ͶǢ ՜ ߣ
௛
ൌ
͵Ͷ

Ͷ൏൏ͺͲǢ՜ߣ
௛
ൌ
ʹ͹Ǥͺ

൅ͲǤͺ

CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
• Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa trở lực lớp hạt 'p
và vận tốc trung bình dòng lưu chất v
Ạ
Ạ
Ạ

ậ
Ạ
Ạ
Ạ
Ạ
5.3 ĐƯỜNG CONG GIẢ LỎNG CỦA LỚP VẬT LIỆU HẠT(TT)
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
Reynolds tới hạn Re
k
tại điểm A, hình cũng xác
định theo phương trình chuẩn số.
Đặt biệt khi H
0
= H
k
= 0,4
thì
Ar22,51400
Ar
Re
k



Ar.
75,1
1
150
Ar
Re

6. TRẠNG THÁI TẦNG SÔI CỦA LỚP HẠT (tt)

sm
gLy
v
rk
k
/;
ρ
ρ-ρ.μ.
3
2

ܮݕ
௞
ൌ

௞
ଷ
ܣݎ
ൌ
ܣݎ
ଶ
ͳͶͲͲ ൅ ͷǡʹʹ ܣݎ
ଷ
ൌ
ݒ
௞
ଷ
ߩ

Ạ
́
ầ
ầ
̉
́
ố
ố
6. TRẠNG THÁI TẦNG SÔI CỦA LỚP HẠT (tt)
Độ xốp H của lớp sôi xác định theo phương trình
chuẩn số
21,0
2
Ar
Re36,0Re18
¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§

H
Chiều cao lớp sôi: ݄ൌ݄
௢
ଵିఌ
೚
ଵିఌ

3
2

ܮݕ
௧
ൌ

௧
ଷ
ܣݎ
ൌ
ܣݎ
ଶ
ͳͺ ൅ Ͳǡ͸ͳ ܣݎ
ଷ

Ar
Ar
t
61,018
Re


Tốc độ lôi cuốn:CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
Có ba dạng thiết bị tầng sôi thông dụng như sau:
 Thiết bị một tầng sôi
Ạ

Th
iế
t
b
bị
tầ
ầ
ng
s
sô
i
n
nh
iề
u
ng
g
ăn
8. CẤU TẠO THIẾT BỊ TẦNG SÔI (tt)
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
Bài 1. Hãy xác định tốc độ cân bằng của hạt vật liệu cầu
đường kính d = 1mm và khối lượng riêng ρ
r
=1200kg/m
3

trong dòng không khí
CHƯƠ
ƠNG
TRẠ
B
Bà
i
2
Hạ
t
th
ạ
c
ch
9. BÀI TẬP
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
Bài 3. Dòng nước có khối lượng riêng U = 1000kg/m
3
và độ
nhớt P = 1,3cP chảy theo phương đứng với vận tốc v =
0,5m/s thì sẽ tạo trạng thái cân bằng cho hạt phấn hình cầu;
biết khối lượng riêng của phấn là U
r
= 2710kg/m
3
. Xác định
đường kính d hạt phấn đó?
CHƯƠ
ƠNG
TRẠ
N
NG

CHƯƠ
ƠNG
TRẠ
N
NG

N
NG

SÔ
ÔI

KHỐ
Ố
HẠ
9. BÀI TẬP
CHƯƠNG1: TRẠNG THÁI TẦNG SÔI KHỐI HẠT
Bài 5. cát thạch anh có khối lượng riêng 2640 kg/m
3
. dùng
không khí 25
0
C thổi vào với tốc độ 1 m/s thì khối cát bắt đầu
chuyển vào trạng thái tầng sôi. Tính đường kính hạt hình
cầu của khối cát thạch anh đó. Biết không khí ở 25
0
C có khối
lượng riêng 1,205 kg/m
3
, độ nhớt động lực học 1,8*10