流態化現象

流化是一種利用流動流體的作用使固體顆粒羣懸浮，從而使固體顆粒牀層具有流體的某些表觀特徵的過程。當流體自容器下部經多孔分佈板進入堆放固體顆粒的牀層時，由於流體的流動及其與顆粒表面的摩擦，造成了流體通過牀層的壓降。隨顆粒的性質、牀層幾何尺寸及流體速度不同，壓降的大小也不相同，因而形成了不同類型的牀層。這種現象稱為流態化現象。

關於流態化現象，隨着流體流速由小到大的變化，牀層出現了三個不同的階段。

(1)固定牀階段當流體通過牀層的表現速度（即按牀層截面計算的線速度）不大時，固體顆粒之間仍保持靜止和互相接觸，流體只是從顆粒間的縫隙經過，這種牀層稱為固定牀在固定牀階段，當表現流速逐漸增大時，固體顆粒的排列方式略有調整，有趨於鬆動的傾向，但牀層高度沒有變化，具有固定的上界面，牀層孔隙率為一常數。

(2)流化牀階段當流體的表觀速度繼續增大到一定值時，牀層開始膨脹和變鬆。此時，顆粒不再由下面的分佈板支撐，也不再靠與相鄰顆粒的接觸而維持其空間位置，牀層中的全部顆粒都懸浮在向上流動的流體中，形成強烈攪混的流動(見圖1b、c、d)。這種具有流體的某些表觀特徵的流-固混合牀就稱為流化牀。在氣-固流化牀中，由於牀內顆粒劇烈翻滾，形如液體沸騰，故流化牀又稱為沸騰牀。在流化牀階段，牀層依然有一明顯的上界面，牀層孔隙率及牀層高度均隨表觀流速的增加而增大。

(3)流體輸送階段當流體的表觀流速增大到一極限值之後，顆粒便隨流體一起以各自不同的速度向上運動，所有顆粒都開始被流體帶出容器，上界面消失。牀層中的孔隙率隨表觀流速的增加而增大，最後當牀層中的顆粒全部被流體帶出時，牀層的孔隙率即達到100%，流化牀已不復存在，這就是流體輸送階段，若流體為氣體，則稱為氣力輸送階段。

流態化現象的技術不僅能強化冶金、化工等領域中某些單元操作及化學反應過程的傳質、傳熱，而且還能快速而經濟地輸送固體顆粒。因此，它已廣泛用於冶金工業的焙燒、浸出、乾燥、吸附、氣化、流化等過程，在固體顆粒物料的氣力輸送方面也得到了廣泛地應用。 ^[1]