固体流态化演示实验是一种用于展示固体颗粒在流体（气体或液体）作用下呈现出类似流体状态的现象的实验。以下是对该实验的详细解析：
一、实验目的
观察流化现象：通过实验观察固体颗粒在流体作用下从固定床转变为流化床的过程，包括聚式流化和散式流化的实验现象。
掌握测量方法：学会流体通过颗粒层时流动特性的测量方法，如床层高度变化、床层压降随气速变化等情况的测定。
测定临界流化速度：通过实验测定临界流化速度，并作出流化曲线图，以了解不同操作条件下流化床的性能。
二、实验原理
流态化基本概念：当流体自下而上地流过颗粒层时，根据流速的不同，会出现固定床、流化床和输送床三种不同的阶段。在流化床阶段，固体颗粒悬浮在流体中作上下、自转、摇摆等随机运动，类似沸腾的液体。
流态化分类：流态化按其性状的不同可以分成散式流态化和聚式流态化。散式流态化中颗粒分布均匀，床层稳定；而聚式流态化中会形成气泡，床层极不稳定，上界面以某种频率上下波动。
流化床压降与流速关系：床层一旦流态化，全部颗粒处于悬浮状态。此时，床层压降与流速之间存在一定的关系，可以通过实验测定并绘制流化曲线图来表示。
三、实验装置
固体流态化演示实验装置通常由流体系统（气体或液体）、颗粒床层、分布板、压差计、流量计等组成。例如，在气-固系统中，空气由风机供给，经过流量调节阀、孔板流量计后进入分布板，再流经颗粒床层从顶部排出。床层内的固体颗粒通常采用小玻璃球等易于观察的材料。装置中还装有压差计用于指示床层压降，标尺用于测量床层高度的变化。
四、实验步骤
以气-固系统为例，实验步骤通常包括：
熟悉实验装置：了解实验装置的结构和操作流程，检查装置中各个开关及仪表是否处于备用状态。
准备实验条件：用木棒轻敲床层使固体颗粒填充紧密并测定静床高度；启动风机或泵将调节阀调至较小流量。
观察流化现象：缓慢打开流量控制阀增加气量或液量注意观察床层高度变化及临界流化状态时的现象。记录不同流量下床层高度和压差计的读数。
改变操作条件：由大到小改变气量或液量重复上述步骤注意操作要平稳细致以避免带出床层内的固体颗粒。
结束实验：关闭电源测量静床高度比较两次静床高度的变化；整理实验数据并绘制流化曲线图。
五、实验现象与结果分析
固定床阶段：在流体流速较低时床层保持静止状态颗粒间无相对运动此时床层压降与流速成正比关系。
流化床阶段：随着流速的增加颗粒开始松动床层高度增加并逐渐呈现流化状态。此时床层压降随流速的变化关系变得复杂不再保持正比关系。在聚式流化床中还会观察到气泡的形成和破裂现象以及床层界面的波动。
输送床阶段：当流速进一步增加时部分颗粒开始被流体带走床层高度继续增加直至所有颗粒都被流体输送出床层。此时床层压降迅速下降直至为零。
通过固体流态化演示实验可以直观地观察到固体颗粒在流体作用下的流化现象了解流化床的基本特性和操作条件对流化效果的影响。这对于化工、冶金、能源等领域中涉及固体颗粒处理的操作具有重要的指导意义。


YUY-GLTH固体流态化演示实验装置

技术指标	说 明
装置功能	1、观察聚式和散式流化实验现象。 2、掌握流体通过颗粒床层流动特性的测量方法。 3、测定床层的堆积密度和空隙率。 4、测定流化曲线和临界流化速度。
设计参数	常压、常温操作。 流化床内流速 0.2m/s、流化床内压降 0.06—0.6KPa。 液体流量：40-400L/h。 气体流量：2.5-25 m3/h。
公用设施	水：装置自带不锈钢水箱，连接自来水。实验时经水泵进入流化床后循环使用。 电：电压AC220V，功率1KW，标准单相三线制。每个实验室需配置1~2个接地点（安全地及信号地）。 气：空气来自风机（自带气源）。 实验物料：变色硅胶和石英砂，外配设备：无
主要设备	鼓风机：旋涡气泵,功率 370W，最大流量50m3/h。 水泵为微型增压泵，额定流量10L/min，功率90W，扬程8m。 流化床管内径：φ70mm；高：700mm,优质全透明有机玻璃材质；固定床高度可达150mm,流化范围可达550mm。 流体发布器及颗粒支撑板，200目不锈钢。 蓄水箱：304不锈钢材质，容积60L。 流量测量：采用转子流量计测量,液体流量：40-400 L/h,气体流量：2.5-25 m3/h。 压差测量：床层压差测量采用倒U型压差计或U型压差计。 温度测量：采用Pt100铂电阻温度传感器进行检测和显示。 接触器、开关、漏电保护空气开关。 304不锈钢管路、水箱、管件及阀门。 304不锈钢仪表柜：测控、电器设备在实验架上。 304不锈钢材质框架1600*500*1800mm(长×宽×高)，带脚轮及禁锢脚。
测控组成	变量	检测机构	显示机构	执行机构
	液体流量	转子流量计	就地显示	手动调节
	气体流量	转子流量计	就地显示	手动调节
	流体温度	铂电阻温度计	数字温度仪表	无
	床体压降	U型压力计或倒U型压差计	就地显示	无