Фонтанирующий слой

По-другому ведут себя слои из частиц более плотных материалов. При псевдоожижении в тех же условиях, т. е. при 2,6 МПа, стеклянных шариков со средним диаметром 3,1 мм фонтанирующих слоев не наблюдается. Псевдоожижение происходит с довольно ровной и четко очерченной верхней кромкой, однако время от времени примерно на 10 мм ниже границы слоя появляется 10-миллиметровой высоты газовая пробка — поршень, причем видимых пузырей газа ниже этой зоны, как правило, не просматривается. Но при давлении в аппарате 4,1 МПа слой приобретает описанный выше (в варианте проса) вид с той лишь разницей, что формируется одно центральное фонтанирующее ядро, образующее сверху одну невысокую шапку. [c.49]

Расчет сушки твердого материала в фонтанирующем слое [c.131]

Рис. 4.23. Схема структуры фонтанирующего слоя

С использованием выражений (4.3.1)-(4.3.56) рассчитываются параметры процесса осушки твердого материала в фонтанирующем слое, а именно [c.139]

Рис. 4.25. Блок-схема расчета процесса сушки в фонтанирующем слое

Достоинства аппаратов с фонтанирующим слоем — это организованная циркуляция твердой фазы, возможность работы с частицами большого размера и слипающимися материалами, простота конструкции при осуществлении выгодного для регенерации тепла ступенчатого противотока материала и газа. [c.91]

Поскольку псевдоожиженный слой в ряде установок целесообразно применять в сочетании с другими типами дисперсных систем, в которые он легко переводится, такими, как взвешенный, фонтанирующий, движущийся плотный и падающий слои, приводятся краткие практические сведения по гидродинамике и теплообмену этих систем. Особое место отведено фонтанирующему слою, имеющему много общего с псевдоожиженным, если не являющимся его разновидностью. [c.5]

Рис. 2-1. Схемы камер установок с фонтанирующим слоем.

Во всех случаях верхним частям перегородок придается сужающееся кверху сечение, чтобы слой мог нормально фонтанировать. При атом зона фонтана может иметь вид плоской или криволинейно сплющенной струи, а наклонные боковые стенки, как в обычном фонтанирующем слое, отклоняют движущиеся вниз периферийные частицы снова к зоне фонтана, способствуя типичной для фонтанирующего слоя организованной циркуляции твердой фазы. Для уменьшения сопротивления аппарата основанию перегородки придается обтекаемая форма. [c.45]

Для аппаратов средней производительности, как это было сделано в [Л. 268], канал фонтанирующего слоя может выполняться в виде замкнутого кольца (рис. 2-1,6), а разделительная перегородка тогда имеет вид центральной вставки 2. Схема аппарата с двумя кольцевыми фонтанирующими слоями представлена на рис. 2-1,в. [c.46]

Многоступенчатый аппарат с кольцевыми фонтанирующими слоями схематично показан на рис. 2-2. В нем подлежащий термической обработке дисперсный материал вводится в верхнюю часть установки, в нижнюю подается холодный воздух, а в среднюю — топливо. Материал перемещается из верхних фонтанирующих слоев, в нижние в результате пульсаций расхода газа или благодаря подаче материала. [c.46]

Для установок у.меренной производительности может быть применен и обычный фонтанирующий слой круглого сечения. Важной гидродинамической характеристикой его является диаметр йф центральной струи — фонтана. Автором (Л. 238] предложена для нахождения с1ф простая эмпирическая зависимость [c.46]

Рис. 2-2. Схема многоступенчатого (каскадного) аппарата с кольцевым фонтанирующим слоем.

Как показано в гл. 4, меры улучшения межфазового обмена в фонтанирующем слое должны быть направлены в первую очередь на увеличение количества газа, проходящего по периферии, и (или) концентрации частиц в фонтане. Обе величины, как известно, возрастают по высоте слоя, из-за чего было бы полезно работать с высокими фонтанирующими слоями. Но это невыгодно энергетически из-за роста гидравлического сопротивления аппарата и лимитируется условиями существования фонтанирующего слоя. [c.47]

При уже возникшем фонтанировании доля газа, идущая по периферии данного фонтанирующего слоя, увеличивается с уменьшением общего расхода газа. [c.47]

Рис. 2-3. Про фили ядра фонтанирующего слоя для различных материалов (данные, полученные пьезоэлектрическим способом на круглой модели).

Из (2-2) можно сделать вывод, что межфазовый обмен в фонтане слоя мелких частиц будет плох из-за малой их концентрации. Нецелесообразно работать с подчиняющимися (2-2) фонтанирующими слоями тонкодисперсных частиц еще и потому, что выносимые фонтаном частицы будут плохо сепарироваться из газовой струи, их будет мало выпадать на периферии и побуждаемая таким выпадением циркуляция материала будет чрезвычайно слаба, а то и вовсе прекратится, т. е. нельзя будет добиться фонтанирования. В кажущемся противоречии с этим выводом находится утверждение [Л. 272], что рациональная область работы аэрофонтанных сушилок охватывает широкий диапазон размеров частиц материала примерно от 00 мкм до 2 мм. Очевидно, что тонкодисперсные частицы в этих случаях образуют комки, ведущие себя в гидродинамическом отношении, как крупные зерна, либо налипают на поверхность крупных частиц и только по мере убыли влаги отрываются и выносятся из слоя, досушиваясь в режиме пневмотранспорта. [c.48]

Кроме того, наполнение фонтана частицами и способность слоя мелких частиц фонтанировать могут сильно зависеть и от отклонения конструкции ввода газа в слой от классической (усеченного конуса). В частности, для дегидратации порошка гипса в фонтанирующем слое автор Л. 272] применял щелевой аппарат с асимметричным вводом струй. [c.48]

Сведения о. теплообмене в фонтанирующих слоях имеются в [Л. 35, 36, 104, 154, 15 , 239, 326, 365, 513, 536]. [c.118]

Пульсации потока значительно ослабили неоднородность структуры фонтанирующего слоя, причем в диапазоне чисел фонтанирования JV=i],5-h2 сохранялась характерная для фонтанирующего слоя [c.119]

Очевидно, что способы улучшения межфазового обмена в фонтанирующем слое применимы с тем ограничением, что следует сохранять способность струи фонтана разбивать конгломераты склонных к слипанию частиц и организованную циркуляцию материала в степени, достаточной для проведения того или иного. конкретного технологического процесса. [c.120]

С ростом давления в аппарате верхняя граница псев-доожиженного слоя как мелких, так и крупных частиц существенно стабилизируется и становится ярко выраженной. Размер пузырей резко уменьшается. В слоях крупных частиц, склонных к поршнеобразованию, уже при давлении выше 1 МПа подобная тенденция не обнаруживается. Так, например, для частиц проса со средним диаметром 2 мм при давлении порядка 2,6 МПа струк-, тура по высоте псевдоожиженного слоя почти идентична, т. е. средняя зона , по определению Беккера и Хертьеса [38], словно распространяется на весь объем слоя, который представляет собой как бы систему нескольких своеобразных фонтанирующих слоев с присущим им контуром циркуляции и делением на центральное фонтанирующее ядро и плотную периферийную зону, При этом ядро с разреженной фазой довольно узкое большую часть слоя занимает плотная фаза. Даже при больших скоростях фильтрации газа таким слоям не свойственна обычная для псевдоожиженного газом слоя картина размытой верхней границы, когда, проходя через поверх- [c.48]

Среди многочисленных методов осуществления контактов между взаимодействующими фазами во многих гетерогенных процессах фонтанирунзщий слой занимает особое место. Он является эффективным при переработке крупных, по-лидисперсных, слипающихся и спекающихся твердых частиц [34] и представляется перспективным при реализации различных технологических процессов и, в частности, одного из основных процессов химической технологии - процесса сушки твердых частиц [35]. Создание аппаратов и установок с фонтанирующим слоем, их применение требуют решения конструкторских, технологических и оптимизационных задач, при выполнении которых рассчитываются размеры аппаратов и установок, обеспечивающих максимальную эффективность технологических процессов, а также находятся величины параметров этих процессов на выходе из них. При решении таких задач необходимо уметь рассчитывать газодинамические и тепломассообменные процессы в фонтанирующем слое, находить максимальную эффективность процесса сушки, рассчитать распределения по длине и поперечным сечениям фонтанирующего слоя величин расходов взаимодействующих фаз, температуры, вязкости, скорости, количества твердых частиц и т.д. Известными методами [34, 35] рассчитываются в основном интегральные параметры процесса осушки на выходе из аппаратов, в которых фонтанирующий слой применяется. Поэтому разработка новых аппаратов и установок с фонтанирующим слоем встречает значительные трудности. С целью их устранения разработана следующая физико-математическая модель сушки твердого материала в фонтанирующем слое. [c.131]

С целью расчета термогазодинамических и тепломассообменных процессов в фонтанирующем слое, описанная выше модель дополняется ячеечной моделью сгруктуры пограничного слоя струйного течения [5]. Пограничный слой (рис. 4.23) по длине разделен поперечными сечениями 0-0, 1-1, 2-2 и т.д. на отрезки, равные между собой и укладывающиеся целое число раз на начальном участке струйного течения. На нервом отрезке между сечениями 0-0 и 1-1 расположена одна ячейка. Она прилегает с внутренней стороны к потенциальному ядру, а с внешней стороны граничит с низконапорной средой, окружающей струйное течение. На этом отрезке в ячейку поступает из потенциального ядра высоконапорная среда, которая захватывает из окружающего струйное течение пространства низконапорную среду и смешивается с ней в ячейке. Посз упление высоконапорной среды из потенциального ядра и низконапорной среды из окружающего струйное течение пространства обеспечивает увеличение ячейки от сечения 0-0 к сечению 1-1 и расширение ее границ между этими сечениями. [c.133]

Эта цифра, по-видимому, зависит от скорости газа. В фонтанирующем слое при скорости 75—100 м/с (опыты В.С. Барболина) убыль массы двух материалов в идентичных условиях различалась на 3,5 порядка. [c.75]

Начальные сведения о фонтанирующем слое изложены в (Л. 141]. Гидродинамика фонтанирования освещена во многих работах, опубликованных в последние годы (Л. 108, 113, ilS8, 159, 242, 270, 327, 366, 367, 497, 533, 538, 539, 608, 634]. [c.44]

В последнее время достигнуты известные успехи в решении принципиальных задач использования фонтанирующего слоя, а именно экспериментально доказана вызывавшая много сомнений устойчивость непрерывной работы многоступенчатых (каскадных) установок с фонтанирующим слоем и найден путь создания многотоннажных установок с ф0нтанируюи1им слоем, отличающихся малым гидравлическим сопротивлением. Последнее оказалось возможным благодаря отказу от классической круглой формы поперечного сечения фонтанирующего слоя. [c.44]

Чтобы сочетать большое поперечное сечение с малой высотой (и малым сопротивлеяием) фонтанирующего слоя, делались сначала попытки разбить общее сечение на ряд ячеек ( сот>), каждая из которых содержала бы фонтанирующий слой малого диаметра. Однако испытание подобной конструкции в ИТМО не дало положительных результатов в связи с нарушением работы слоя газы прорывались через одну или несколько ячеек, освобождая их от материала и нарушая работу аппарата. Затем была предложена [Л. 159] новая конструкция многотоннажного аппарата с фонтанирующим слоем (пока не испытанная в промышленном масштабе). Особенностью этой конструкции является создание единого фонтанирующего слоя любого заданного живого сечения при небольшом эквива- [c.44]

Лбнтном гидравлическом диаметре, а следовательно, при небольшой высоте фонтанирующего слоя в аппарате. Можно взять ряд ячеек, но при этом для подтекания зернистого материала к любому месту возможного прорыва газа отдельные ячейки связываются широкими щелями по всей высоте слоя. В общем случае предлагаемое сечение фонтанирующего слоя имеет вид вытянутой ленты , но ее изгибают спиралью, кольцом или зигзагом для придания общему сечению ап- [c.45]

Соответственно малой высоте каждого ленточного фонтанирующего слоя будет невелика и общая строительная высота многоступенчатых многотоннажных аппаратов предложенного типа. [c.45]

Вариант многотоннажного аппарата с рядом сообщающихся фонтанирующих слоев прямоугольного сечения представлен на [c.45]

Для фонтанирующего слоя понимаемое в обычном широком смысле расширение входящей струи не следует, конечно, смешивать с изменением диаметра фонтана. При любой форме фонтана происходит расширение входящей струи, проявляющееся как перетекание, аддн газ из фонтана в периферийную зону. [c.47]

Из уравнения (2-2) следует, что средняя порозность фонтана тф для данного фонтанирующего слоя с ростом скорости фильтрации монотонно возрастает. Здесь следует напомнить, что локальная порозность фонтана неодинакова по его высоте. Скорость газа по высоте фонтана постепенно уменьшается, что связано с перетоком части газа из фонтана в периферийное кольцо, а пногда и с охлаждением газовой струи. Поэтому порозность стабильного фонтана уменьшается по его высоте. Существует, правда, известное локальное уменьшение порозности фонтана и внизу, у места входа туда большого количества твердых частиц (начало участка их разгона). [c.48]

Расчетные формулы некоторых авторов для определения минимальной скорости фонтанирования н максимального перепада давления перед началом фонтанирования приведены в [Л. 97, 141]. Следует отметить, что расчет пика давления ДЯиакс вряд ли имеет практическое значение, так как выбор воздуходувного оборудования по ДЯмакс, очевидно, не нужен, поскольку можно производить пуск аппаратов фонтанирующего слоя при меньшей высоте слоя, чем рабочая. [c.48]

Из других гидродинамических характеристик фонтанирующего слоя представляет интерес интенсивность циркуляции твердых частиц. Как следует из [Л. 158], развитие процесса циркуляции материала в конических ретортах в первую очередь определяется углом раскрытия конуса ю. При значениях а, меньших 20°, наиболее характерным режимом взвешивания в конических аппаратах является так называемый поршневой режим, когда слой материала как одно целое совершает колебательные движения вдоль стенок аппарата. Подобный режим имеет место также в коническо-цилиндрических аппаратах с отношением диаметров широкого и узкого сечений D/do 2-i-2,5 при любых а, если высота слоя больше высоты конической части аппарата. [c.49]

Межфазовый обмен в одноступенчатом фонтанирующем слое в общем обычно хуже, чем в псевдоожиженном, что экспериментально подтверждается существованием значительной разности средних температур выходящего из фонтанирующего слоя газа и выпадающего (разгружаемого) из фонтанирующего слоя материала, тогда как для слабо развитого псевдоожиженного слоя средняя температура выходящих газов при перекрестном токе может быть даже ниже температуры выходящего из слоя материала. Следует подчеркнуть, что при этом и в фонтанирующем слое в каждой струйке газа может практически до стига.ться тепловое равновесие с омываемыми [c.118]

Действенным способом гомогенизации фонтанирующего слоя является наложение пульсаций на газовый поток. В ИТМО измерены и были сопоставлены профили концентрации и эффективные коэффициенты межфазового обмена в фонтанирующем слое при стационарном и пульсирующем дутье с частотой налагаемых пульсаций 1,5—.15 гц. Скорость газа изменялась от О до 2 W j, по синусоидальному закону. Характерные профили К0 нцентрации показаны на рис. 4-3. [c.119]

Межфазовый обмен в простых и пульсирующих фонтанирующих слоях исследован пока слишком мало для получения сколько-нибудь надежных обобщающих зависимостей. Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться ириве-денной ниже зависимостью, полученной авторами [c.120]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...