[科普中国]-成长速率

成长速率指的是晶体生长过程中结晶界面移动的速率。

研究背景大颗粒产品具有颗粒大而密实、吸湿性小、不易结块、不易挥发、热稳性好等优点。这种大颗粒产品一般由微小颗粒通过滚筒或喷雾流化床等进行造粒而成。喷雾流化床造粒技术由于工艺流程简单、投资省、传热传质速度快等优点，已广泛应用于化肥、食品、医药等工业部门。喷雾流化床中主要以晶种层式生长的涂布机理造粒。晶种在穿越喷雾区域过程中，不断被雾滴包覆、成长，形成致密的大颗粒。但普通流化床( Common Fluidized Bed)造粒存在诸多问题，如产品粒度分布宽、所需流化气速高、动力消耗大等。振动流化床( VibratedFluidi zed Bed)将机械振激力引入普通流化床,使颗粒物料受振激力和气流的双重作用而流化，降低了床层临界流化气速和床层压降，提高了床层稳定性和均匀性，改善了气固接触状态，强化了床层传热传质能力，克服了普通流化床造粒缺点。本文以平均粒径为1. 88mm的油菜籽为晶种，在一定流化气速下喷射质量百分率为44% 的尿素水溶液进行造粒实验，研究振动频率、振幅对颗粒成长速率和结块率的影响。

测试成长速率的实验装置造粒装置由振动系统、喷雾系统和供风系统三部分组成。实验用流化床材质为有机玻璃，便于观察床内颗粒流化和成长情况。流化床床体通过四根金属螺旋弹簧被支撑在固定支架上，通过导向连杆与一偏心机构相连。借助偏心机构的作用，将电机的旋转运动转换成床体在竖直方向的正弦运动。导向连杆上装有直线运动轴承，可克服水平方向的摆动，保证连杆仅沿竖直方向作往复运动。振幅用千分表测量。从千分表上读出偏心轴自最低点至最高点的垂直位移量，就得到振幅。改变偏心距大小就可得到不同大小的振幅。振动频率则通过调节调速电机的转速进行控制。1

振频振幅对成长速率的影响1、 振动能量的引入，强化了颗粒流化效果，使得振动流化床中颗粒成长速率高于普通流化床。

2、保持振幅一定，在造粒前期，颗粒较小，较低振动频率对颗粒成长有利; 在造粒后期，颗粒较大，较高振动频率有利于颗粒成长。

3、当振动频率固定时，在造粒前期，较大振幅有利于颗粒成长; 在造粒后期，较小振幅有利于颗粒成长。

4、振动强度大，能有效抑制颗粒结块。

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胡建平 - 副教授 - 西北工业大学