浙江高創(chuàng)谷環(huán)?？萍加邢薰?b class="member-infor">
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閱讀：104發(fā)布時間：2025-3-29
所謂超重力指的是在比地球重力加速度大得多的環(huán)境下，物質(zhì)所受到的力。在地球上，實現(xiàn)超重力場的方法是通過旋轉產(chǎn)生離心力而實現(xiàn)。在超重力場中，氣-液、液-液、液-固兩相傳質(zhì)比在地球重力場中大上百倍至萬倍，相間的巨大剪切力和快速更新的相界面，使傳質(zhì)速率比在地球重力場中高出1～3個數(shù)量級，微觀傳質(zhì)和分離過程得到極大強化。超重力技術是強化多相流傳遞及反應過程的新技術，在國內(nèi)外受到廣泛的重視，由于它的廣泛適用性以及具有傳統(tǒng)設備所不具有的體積小、重量輕、能耗低、易運轉、易維修、安全、可靠、靈活以及更能適應環(huán)境等優(yōu)點,使得超重力技術在環(huán)保和材料生物化工等工業(yè)領域中有廣闊的商業(yè)化應用前景。
1.超重力技術原理
超重力工程技術的基本原理是利用超重力條件下多相流體系的流動行為，強化相與之間的相對速度和相互接觸，從而實現(xiàn)高效的傳質(zhì)傳熱過程和化學反應過程。獲取超重力的方式主要是通過轉動設備整體或部件形成離心力場，涉及的多相流體系主要包括氣-固體系和氣-液體系。
1.1超重力場氣-固接觸技術的特點
，傳統(tǒng)重力場條件下，實現(xiàn)氣-固體系加工過程的典型設備是各種重力流化床(圖1) 。然而，由于重力場的限制，傳統(tǒng)流化床同時也表現(xiàn)出許多固有缺陷，如:大顆粒的騰涌、小顆粒的夾帶、粘結、大氣泡的存在造成氣體短路從而導致氣固分布不均大大降低了系統(tǒng)內(nèi)的傳質(zhì)傳熱和化學反應速率等。為此，前蘇聯(lián)學者首先提出了超重力(離心)流化床概念
相對于傳統(tǒng)重力場,超重力氣-固接觸技術的突出特點主要表現(xiàn)在以下3個方面:
a. 在超重力流化床中，由于重力場強度和流化速度均可調(diào)節(jié),因此可將流化速度控制在鼓泡速度之下操作，從而獲得良好的流化質(zhì)量。
b. 在超重力條件下,由于顆粒有效重力增加，因而流化時氣固之間的相互作用(相對速度)大大增強，從而使其傳質(zhì)傳熱速率遠高于傳統(tǒng)流化床。
c. 近年來，隨著超細粉體技術的發(fā)展， Gel-dart C類顆粒或超細顆粒的流態(tài)化加工過程成為科技界和工業(yè)界的關注熱點[ 2 ] ,但這類顆粒由于粘附性強,流化時易形成穩(wěn)定溝流,因而難以流態(tài)化。但在超重力條件下,氣固之間的剪切力大為增強，有可能克服顆粒之間的團聚力,從而促進聚式流態(tài)化向散式化的轉變,從而改善超細顆粒的流化質(zhì)量。
此外,超重力流化床還有操作氣速范圍寬、不怕振動、空間布置靈活并能夠在重力場外(太空) 操作等優(yōu)點。
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