ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Однородное и двухфазное псевдоожижение из "Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое " В случае же псевдоожижения твердых частиц газами обычна совершенно иная картина — прорыв части газа в виде каналов или пузырей, почти лишенных твердых частиц. Это — так называемое негомогенное, нли неоднородное, псевдоожижение. Визуальные наблюдения, кинематографическая съемка и методы измерения размеров пузырей вдали от стенки трубы показывают, что они растут по мере своего подъема сквозь слой. Проходя через поверхность псевдоожиженного слоя, пузыри поднимают некоторую прослойку частиц и взрываются , подбрасывая эти частицы и демонстрируя наличие избыточного давления внутри пузырей Л. 966]. [c.81] До сих пор е сложилось, однако, ясного представления о механизме стремления псевдоожиженных слоев к неоднородному, двухфазному псевдоожижению и образованию плотной фазы с порозностью, близкой к пороз-ности слоя при минимальном псевдоожижении. Некоторые ученые, исследовавшие неоднородное псевдоожижение, как, например, Тумей и Джонстон Л. 567], не пытаются объяснить даже такие основные опытные факты, как наличие двухфазного псевдоожижения для слоев, псевдоожиженных газами, и практически однофазное псевдоожижение того же материала капельными жидкостями. Иной характер носит работа Морзе [Л. 459] — одно из ранних, но обстоятельных исследований неоднородности псевдоожижения. Он анализирует различие между псевдоожижением капельной жидкостью и газом и приходит к правильному выводу, что тенденция к неоднородному псевдоожижению увеличивается с ростом (рм—P )/l- гдерм —плотность материала Рс и — плотность и динамический коэффициент вязкости среды. К сожалению, Морзе не дает сколько-нибудь убедительного физического объяснения того, почему должна наблюдаться подобная зависимость, выводя ее из довольно -формального применения уравнения Кармана — Козени (фильтрации сквозь плотный слой) к определению скорости отделения жидкости от частиц , остающейся неясным понятием. [c.83] Таким образом, коэффициент ф сохраняет свое значение характеристики тенденции к неоднородности лишь для случаев распределения гладких шариков в потоке капельной жидкости. [c.85] То же беспорядочное начальное распределение частиц н неравномерность их обтекания, развитие и подъем пузырей вызывают, однако, беспорядочное и пуль-сационное движение частиц в псевдоожиженном слое, их интенсивное перемешивание. В какой-то мере развитию подобного движения частиц могут служить пульсации потока среды. Вызванное главным о 5разом неоднородностью слоя перемешивание частиц порождает обратную тенденцию к разрушению агрегатов и восстановлению однородности псевдоожижения, так как при идеальном перемешивании все частицы были бы равномерно распределены в слое, как молекулы в газе. [c.87] Очевидно, всякое перемешивание будет облегчено в случае высокой подвижности частиц, отсутствия внешнего трения или сцепления между ними. [c.88] Подобное сжатие плотной фазы является довольно естественным пределом уплотнения под действием расширяющихся пузырей — агрегаты доводятся до постоянного соприкосновения соседних частиц. Долей частиц, сыплющихся в каждый данный момент сквозь крупные пузыри, очевидно, можно пренебречь. [c.88] Примером первого ( однофазного ) состояния является, как упоминалось выше, большинство случаев псевдоожижения слоя частиц капельными жидкостями. [c.88] Конечно, известное смазывающее действие оказывают и газы. Из гидродинамической теории смазки известно, что очень тонкий слой смазки способен воспринимать большие давления и предохранять от непосредственного соприкосновения твердые поверхности, если последние лищены выступов, превышающих необходимую толщину слоя смазки. Поэтому, если допустить, что абсолютная высота выступов (шероховатость) на, поверхности частиц уменьшается с измельчением материала, то для мелких частиц, даже в газах, можно ожидать смазывающего влияния среды. К сожалению, именно при малых размерах частиц начинает проявляться агрегирование под влиянием сил молекулярного взаимодействия. [c.90] Находят объяснение и другие опытные факты, как-то характер изменения неоднородности псевдоожижения пр и увеличении скорости фильтрации, уменьшении Ym/y , изменении диаметра частиц. [c.90] С ростом скорости фильтрации сначала увеличивается проскок газов в виде пузырей. Отхметим, что если вблизи предела устойчивости в слое наблюдается другая форма проскока газов—каналообразование, то обычно с увеличением скорости фильтрации она сменяется образованием пузырей. Это отмечает ряд авторов (см., например, (Л. 601 и 744]). Подобная смена закономерна ул е из следующих соображений при возрастании скорости газа разрушаются стенки каналов и все больше частиц выбрасывается наверх на поверхность слоя, образуя там бугры. Гидростатическое давление бугров вызывает перемешивание слоя в ходе перемешивания каналы перегораживаются и превращаются в пузыри. С появлением первых пузырей перемешивание еще усиливается и переход к этому виду проскока газов стабилизируется. То, что растущее перемешивание слоя не приводит при этом к его однородности, находит, по крайней мере качественно, объяснение в одновременном возрастании агрегирующих сил F. [c.90] Вернуться к основной статье