浓相气固流化床悬浮体黏度的计算模型

吕波，骆振福，张博，陈霞，李晓明

(中国矿业大学 化工学院，江苏 徐州，221116)

由于浓相气固流化床具有在流化状态下所形成的气固悬浮体的类流体特性，从而能够使矿物质按密度不同进行分选。更重要的是，它能在无水的条件下有效地进行分选作业，因此，在我国广大的缺水及寒冰地区具有很好的发展前景。众所周知，矿物在流化床层中的运动规律与分选效果相关。而在矿物的沉降过程中，床层中气固悬浮体的黏度起到了关键性的作用：黏度过高将使得各粒级的沉降速度变慢，干扰沉降加剧，分选效率也随之降低；而黏度过低则会使各粒级在床层中的停留时间变短，难以得到有效分选。因此对于浓相气固流化床悬浮体黏度的研究十分必要[1-5]。但由于浓相气固流化床床层是有多相质混合而成，因此床层中存在着颗粒与颗粒、颗粒与空气的相互作用，这些作用力不仅包括流体外部力如流体曳力、Basset力、Magnus力等，还包括颗粒间的静电力、碰撞力、摩擦力等[6-7]。这些作用力使得浓相气固悬浮体的黏度的测定工作变得较为复杂。

浓相气固流化床的流化床层可以看作为颗粒与空气流所形成的浓相气固悬浮体，其属于非牛顿流体范畴，因此经典的牛顿流体力学公式已经不适应于浓相气固悬浮体流变性的分析与计算。并且由于非牛顿流体的复杂性，不能直接套用牛顿流体的黏度定义，非牛顿流体的黏度可表现为剪切速率或悬浮液性质(包括颗粒性质)公式。……