床层空隙率计算公式颗粒床层空隙的特性 大量固体颗粒堆积在一起便形成颗粒床层。 静止的颗粒床层又称为固定床。对流体通过床层流动产生重要影响的 床层特性有如下几项：（一）床层的空隙率 床层中颗粒之间的空隙体积与整个床层体 积之比称为空隙率（或称空隙度），以表示，即式中床层 的空隙率，m3/m3；空隙率的大小与颗粒形状、粒度分布、颗粒直径 与床层直径的比值、床层的填充方式等因素有关。对颗粒形状和直径 均一的非球形颗粒床层，其空隙率主要取决于颗粒的球形度和床层的 填充方法。非球形颗粒的球形度越小，则床层的空隙率越大。由大小 不均匀的颗粒所填充成的床层，小颗粒可以嵌入大颗粒之间的空隙中, 因此床层空隙率比均匀颗粒填充的床层小。粒度分布越不均匀，床层 的空隙率就越小；颗粒表面愈光滑，床层的空隙率亦愈小。因此，采 用大小均匀的颗粒是提高固定床空隙率的一个方法。空隙率在床层 同一截面上的分布是不均匀的，在容器壁面附近，空隙率较大；而在 床层中心处，空隙率较小。器壁对空隙率的这种影响称为壁效应。壁 效应使得流体通过床层的速度不均匀，流动阻力较小的近壁处流速较 床层内部大。改善壁效应的方法通常是限制床层直径与颗粒直径之比 不得小于某极限值。若床层的直径比颗粒的直径大得多，则壁效应可 忽略。床层的空隙率可通过实验测定。一般非均匀、非球形颗粒的 乱堆床层的空隙率大致在0.470.7之间。均匀的球体最松排列时的 空隙率为0.48，最紧密排列时的空隙率为0.26。(二)床层的自由截面积 床层截面上未被颗粒占据的流体可以自由 通过的面积，称为床层的自由截面积。小颗粒乱堆床层可认为是各 向同性的。各向同性床层的重要特性之一是其自由截面积与床层截面 积之比在数值上与床层空隙率相等。同床层空隙率一样，由于壁效应 的影响，壁面附近的自由截面积较大。三)床层的比表面积 床层的比表面积是指单位体积床层中具有的颗 粒表面积(即颗粒与流体接触的表面积)。如果忽略床层中颗粒间相 互重叠的接触面积，对于空隙率为的床层，床层的比表面积 ab(m2/m3)与颗粒物料的比表面积a具有如下关系：ab = a(l-) (3-10)床层的比表面积也可用颗粒的堆积密度估算，即(3-11)式 中颗粒的堆积密度，kg/m3；颗粒的真实密度，kg/m3。