穿流柵板大自由截面穿流柵板的流體力學(xué)性能

穿流柵板的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，氣體處理能力大，壓降低，板效率高于或相當(dāng)于有溢流塔板，板間距可以減小 （夾帶量?jī)H為泡罩板的3~60%，分離空間高度的最大值僅需200mm）。但是它的板效率隨氣體負(fù)荷變化極大，存在一個(gè)峰值，在峰值的左右，板效率很快地下降，而且還隨自由截面分率

在塔徑D=800、1200mm和

柵板上氣液接觸狀態(tài)一般以觀察現(xiàn)象結(jié)合塔板壓降隨氣流量的變化情況進(jìn)行描述。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和板壓降與氣流量關(guān)系曲線，氣液接觸狀態(tài)大致可分成三個(gè)區(qū)域：潤(rùn)濕、鼓泡、液泛。潤(rùn)濕區(qū)的特點(diǎn)是：氣流量小，氣體沿各柵縫自由上升，液體沿各柵條側(cè)壁流下，塔板上存液很少，遮不住柵縫，氣液在塔板上呈膜狀接觸；在相鄰兩塔板間，液滴表面即為氣液接觸表面。氣速增大到一定程度，塔板上開始形成液層，稱為“攔液”，這一點(diǎn)叫做“攔液點(diǎn)”。如圖1中B_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)所示。達(dá)B_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)時(shí)，氣流量稍微增大，塔板上立即出現(xiàn)液層，板壓降突然增大，由B_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)而至C_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)，氣液接觸狀態(tài)進(jìn)入了鼓泡區(qū)。C_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)稱為“起泡點(diǎn)”。鼓泡區(qū)氣液接觸狀態(tài)也是逐漸轉(zhuǎn)變的，剛進(jìn)入鼓泡區(qū)時(shí)，板上液層高度較小，氣體鼓泡穿過(guò)下部的清液層，而上部為泡沫；隨著氣速增大，板上液層高度升高，板壓降增大，板上清液層逐漸全部轉(zhuǎn)變?yōu)橥膭?dòng)的泡沫層。氣流量進(jìn)一步增大，板上液層更為增高，泡沫層開始明顯地?cái)[動(dòng)，接近D_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)時(shí)，氣液泡團(tuán)在兩塊板之間騰涌。文獻(xiàn) 稱，鼓泡區(qū)后有一個(gè)乳化區(qū)，試驗(yàn)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)乳化區(qū)的存在。至于文獻(xiàn)中所描述的液泛前的波動(dòng)區(qū)，看來(lái)是指接近D_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)的區(qū)域。但從均勻鼓泡到波動(dòng)是一個(gè)漸變過(guò)程，沒(méi)有明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。而且一旦出現(xiàn)明顯的波動(dòng)后，氣流量稍增大就液泛了，如圖1中D_i（i= 1，2，3，4）點(diǎn)所示，這一點(diǎn)稱“液泛點(diǎn)” 。

穿流塔板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，塔板利用率高，生產(chǎn)能力大，但它對(duì)氣速范圍控制要求高，操作彈性小。

氣液通道為長(zhǎng)條形柵縫的塔板。柵縫可沖壓成，也可用扁鋼條焊成。柵縫寬為4～6mm，長(zhǎng)為60～150mm，縫端間距常取10mm，縫中心距為1.5～3倍的縫寬。穿流柵板沒(méi)有溢流裝置。

氟化氫吸收過(guò)程為氣膜控制，采用新型板式塔—穿流柵板塔，氣液兩相在塔板相遇形成鼓泡，為氣液兩相的接觸提供充分的比表面積，形成強(qiáng)烈傳質(zhì)，吸收效率高。該柵板塔自投入運(yùn)行至今，操作可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，單塔吸收效率在90%以上，無(wú)液泛現(xiàn)象產(chǎn)生，霧沫夾帶量略低于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，尤為可貴的是壓降小 。

穿流柵板組成的穿流柵板塔生產(chǎn)能力大、壓降小、能耗低，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，尤其適用于吸收過(guò)程中有固體物質(zhì)析出的單元操作，能有效地防止堵塞，在氟化氫吸收和其它生產(chǎn)過(guò)程中具有廣闊的應(yīng)用前景。2100433B

對(duì)于半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)或者M(jìn)IS的界面勢(shì)壘，在加有較高的電壓時(shí)，勢(shì)壘中的電場(chǎng)很強(qiáng)，則這時(shí)電子隧穿的界面勢(shì)壘可近似為三角形勢(shì)壘（見圖2），并且該隧穿三角形勢(shì)壘的寬度與外加電壓有關(guān)（即與電場(chǎng)E有關(guān)）；這種隧穿稱為Fowler-Nordheim隧穿，相應(yīng)的電流為

j = -q n vth T(三角形) = C1 E2 exp(C2/E)

其中的常數(shù)C1=9.625×10，C2=2.765×10V/cm。

特別，對(duì)于MOS系統(tǒng)，電子從Si隧穿二氧化硅的勢(shì)壘可近似為斜頂梯形的勢(shì)壘，這種隧穿往往稱為直接隧穿。

帶式穿流干燥機(jī)是將所要處理的物料通過(guò)適當(dāng)?shù)牟剂蠙C(jī)構(gòu)，如星形布料器、擺動(dòng)帶、均勻粉碎機(jī)或造粒機(jī)，分布在帶式穿流干燥機(jī)輸送帶上，輸送帶通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)帶式穿流干燥機(jī)加熱單元組成的通道，每個(gè)帶式穿流干燥機(jī)加熱單元均配有空氣加熱和循環(huán)系統(tǒng)，每一個(gè)通道有一個(gè)或幾個(gè)排濕系統(tǒng)，在帶式穿流干燥機(jī)輸送帶通過(guò)時(shí)，熱空氣從上往下或從下往上通過(guò)輸送帶上的物料，從而使物料能均勻干燥。

原理：根據(jù)熱交換原理，將通過(guò)空氣預(yù)熱裝置而加熱的熱空氣送進(jìn)干燥室與攤放在網(wǎng)帶上的濕物料進(jìn)行熱交換，使水分充分汽化和蒸發(fā)達(dá)到干燥目的。 物料由傾斜的板式輸送帶提升到干燥室的正上方，然后卸到第一層網(wǎng)帶上，干燥室內(nèi)的多層網(wǎng)帶運(yùn)行速度從上至下減慢，干燥箱內(nèi)分為若干單元，每個(gè)單元可單獨(dú)控制循環(huán)回路。

對(duì)于有限高度的勢(shì)壘，當(dāng)勢(shì)壘厚度與微觀粒子的de Broglie波長(zhǎng)接近時(shí)，則對(duì)于微觀粒子來(lái)說(shuō)，該勢(shì)壘就是量子勢(shì)壘；因?yàn)檫@時(shí)的微觀粒子可以利用其波動(dòng)性而直接穿過(guò)勢(shì)壘，即隧道效應(yīng)。若微觀粒子是電子，那么電子隧穿量子勢(shì)壘即將產(chǎn)生隧穿電流。

如果知道了電子發(fā)生量子隧穿的幾率T，則隧穿電流密度j可以求出為（設(shè)電子濃度為n，電子的熱運(yùn)動(dòng)速度為vth）: j = -q n vth T

不同形狀勢(shì)壘的隧穿幾率T：

在圖1中示出了三種典型的勢(shì)壘；有效勢(shì)壘寬度為x1～x2。

決定電子波函數(shù)的Schrodinger方程為: d2Ψ/dx2 (2m*/?2) [E-U(x)] Ψ = 0

如果式中的電勢(shì)能U(x)變化不很快，則該方程可以采用WKB近似來(lái)簡(jiǎn)化，并可求出隧穿前后兩邊波函數(shù)之比為： |Ψ(x2)| / |Ψ(x1)| = exp{- ∫ [(2m*/?2)(U(x)-E)]1/2 dx} （積分限為x1～x2）

可見，在勢(shì)壘區(qū)內(nèi)，波函數(shù)是指數(shù)式衰減的；這是由于在此U(x)>E（動(dòng)能為負(fù)），則波矢為虛數(shù)，即k=i[(2m*/?2)(U(x)-E)]1/2，從而,上面的波函數(shù)之比可變形為exp{-|k|x}。在勢(shì)壘區(qū)以外的1區(qū)和2區(qū)都是平面波（在2區(qū)是波幅較小的平面波），波矢都是實(shí)數(shù)，即k=(2m*E/?2)1/2。

因?yàn)殡娮映霈F(xiàn)的幾率∝|Ψ|2，所以，根據(jù)上面的結(jié)果可求得電子的隧穿幾率為

T = |Ψ(x2)|2 / |Ψ(x1)|2 = exp{-2 ∫ [(2m*/?2)(U(x)-E)]1/2 dx} （積分限為x1～x2）

顯然，勢(shì)能U(x)的形式不同，即不同形狀的勢(shì)壘，則電子的隧穿幾率也就不同。

對(duì)于矩形勢(shì)壘（圖1(a)），電子的勢(shì)能U(x) = q Φb =常數(shù)（即勢(shì)壘高度恒定），則電子的隧穿幾率為

T(矩形)= exp[-2(2m* qΦb/?2)1/2 Δx]

對(duì)于三角形勢(shì)壘（圖1(b)），電子的勢(shì)能線性變化，即U(x)-E = qΦb (1-x/Δx)，則有隧穿幾率：

T(三角形)= exp[-(4/3) (2m* qΦb/?2) Δx] = exp [ -4 (2m*q)1/2(Φb)3/2 / (3?|E|) ]

式中的E是勢(shì)壘中的電場(chǎng)強(qiáng)度。

對(duì)于拋物線形勢(shì)壘（圖1(c)），U(x)-E = q Φb (1-4x/Δx)，則有隧穿幾率：

T(拋物線)= exp[-(p/2) (2m*qΦb/?2)1/2 Δx]