Перемешивание в псевдоожиженном слое

Сведения о влиянии перемешивания в псевдоожиженном слое на кинетику химических реакций различных порядков можно найти в работах [Л. 70, 107, 196, 430, 636, 755 и 893]. За недостатком места кратко остановимся лишь на влиянии перемешивания в псевдоожиженном слое на процесс теплообмена между слоем и стенкой (см. гл. 10) и теплообмен частиц со средой. Это- [c.215]

Со времени исследования перемешивания газа в псевдоожиженном слое [266, 565] структура потоков в псевдоожиженном устойчивом слое достаточно хорошо изучена. При относительно низкой скорости жидкости псевдоожиженный слой состоит из двух слоев. [c.403]

Как уже отмечалось, процессы в псевдоожиженном слое (как теплотехнические, так и технологические) вследствие большой активной поверхности частиц и интенсивного их перемешивания протекают с большой скоростью. Поэтому температуры во всем слое практически одинаковы и их легко регулировать с точностью до 10°. Непрерывная подача сырых материалов и происходящий вследствие этого автоматический выпуск продукции позволяют данный режим применять в условиях непрерывного процесса. Отмеченные преимущества и объясняют быстрый рост применения данного процесса в промышленности. [c.377]

Автор [Л. 593] делает заключения о механизмах перемешивания твердой фазы в псевдоожиженном слое в различных случаях. Он [c.27]

Придавая большое значение механическому перемешиванию газа материалом в псевдоожиженных слоях мелких частиц, нельзя согласиться с авторами работы (Л. 243], что в условиях их опытов с не адсорбирующими газ частицами диаметром до 3 мм этот механический перенос играл преобладающую роль в аффективном продольном перемешивании. Свое заключение авторы делают на основе измерений концентрации трассирующего газа СОг, непрерывно вводившегося в псевдоожиженные слои частиц кварца и полиэтилена через трубку, выходное отверстие которой было расположено в центре газораспределительной решетки, заподлицо с ее поверхностью. При анализе результатов опытов не учитывалось влияние па перемешивание частиц различия скоростей течения газа по сечению слоя. Именно это перемешивание и должно было привести к преувеличению значения истинного обратного перемешивания газа. Непосредственно установить интенсивность действительного механического обратного перемешивания по распространению трассера вверх по течению от места его подачи пе было возможности, так как ввод трассера осуществлялся на уровне решетки. [c.34]

Подобный подход представляется слишком упрощенным. Если бы действительно в псевдоожиженном слое не происходило перемешивания газа, существенного, например, для химического реагирования газовой фазы на частицах катализатора, то получаемые [c.35]

В то же время будет верно говорить, что перемешивание газа в псевдоожиженном слое в общем плохое обычно (исключая слои очень мелких частиц) оно много слабее, чем при том же расходе газа в трубе в отсутствие слоя. [c.35]

Напомним, что точное аналитическое описание диффузии тепла в псевдоожиженном слое было бы еще сложнее, чем описание перемешивания материала, так как в принципе коэффициенты диффузии частиц и тепла, переносимого этими же частицами, аналогичны, но не тождественны. При нестационарном процессе релаксации разности температур между горячим и холодным сечениями слоя скорость релаксации будет зависеть не [c.105]

В tJl. 17], видимо, впервые были показаны особенности и объяснены причины столь эффективного сжигания газового топлива в псевдоожиженном слое инертных частиц даже гфи сравнительно низких температурах слоя. Достигаемое высокое тепловое напряжение объяснено по аналогии с горением в неподвижных пористых насадках дроблением факела на ряд мелких конусов . Кроме того, при горении в псевдоожиженном слое промежуточного теплоносителя достигается хорошая стабилизация воспламенения топливовоздушной смеси интенсивно перемешивающимися раскаленными частицами. Благодаря высокой концентрации твердых частиц, характерной для псевдоожиженного слоя, суммарная теплоемкость твердой фазы во много сотен раз превышает суммарную теплоемкость газовой фазы, заключенной в промежутках между частицами. В связи с этим твердые частицы нагревают горючую смесь, а сами остаются раскаленными. Равномерно высокая всюду (благодаря хорошему перемешиванию материала [c.135]

Во второй лабораторной установке ИТМО по сжиганию газа в псевдоожиженном слое песка газ смешивался с воздухом в пределах колпачка горелки (рис. 5-5) [Л. 147]. Слой имел прямоугольное сечение 0,2X0,2 м. Позднее в ИТМО была разработана и ш,елевая газораспределительная решетка с перемешиванием в ней газа с воздухом (см. рис. 6-24). [c.137]

Тодес О. М. и др.. Движение и перемешивание частиц твердой фазы в псевдоожиженном слое, Химическая промышленность , 1966, № 6. [c.290]

В предисловии были упомянуты некоторые из преимуществ ведения процессов в псевдоожиженном слое. Этот способ не лишен и существенных недостатков (продольное перемешивание материала, эрозия труб). Представляется целесообразным подробно остановиться на преимуществах псевдоожижения, его недостатках и способах их преодоления лишь после детального рассмотрения гидродинамики я теплообмена в реальных псевдоожиженных слоях. [c.18]

Зачастую поток текучего в псевдоожиженном слое резко изменяет свою температуру. Благодаря перемешиванию частиц в слое и интенсивному теплообмену их с потоком это изменение происходит на весьма коротком участке, (порядка десяти рядов частиц). [c.64]

В заключение вводных замечаний отметим, что и мнение Лева [Л. 988] о чисто вторичном характере перемешивания текучего в псевдоожиженном слое неправильно, так как даже в неподвижном слое частиц происходит фильтрационное перемешивание среды, а из-за неравномерности профиля скоростей создается эффект, проявляющийся как продольное перемешивание. [c.182]

Определение скорости частиц. По перемешиванию частиц, связанной с ним эффективной вязкости слоя, а также способам уменьшения перемешивания материала в псевдоожиженном слое опубликовано большое число работ [Л. 107, 264, 307, 410, 511, 515, 573, 652, 696, 699, 824, 706, 903, 961, 988, 993, 997, 1024, 1065, 1119, 1123, ИЗО]. [c.182]

Имеется значительное количество работ, в которых изучалось перемешивание газов в псевдоожиженном слое Л, 72, 201, 307, 308, 309, 515, 683, 893, 1050, 1126, 1196]. [c.202]

И. и. Иоффе и А. Ф. Григоров [Л. 893] провели измерения обратного (продольного) перемешивания трассера (углекислоты) в псевдоожиженных слоях пористого (силикагель) и непористого (песок) материалов, (табл. 5-2). [c.206]

В интересной работе И. И. Иоффе и Л. М. Письмена по анализу макрокинетики химических процессов в псевдоожиженном слое катализатора [Л. 1050] исследовано, в частности, перемешивание газа в псевдоожиженном слое по экспериментальным функциям распределения времени пребывания трассирующего газа в слое ири подаче трассера короткими импульсами. [c.207]

Как ул<е упоминалось, перемешивание среды и материала в псевдоожиженном слое оказывает существенное влияние на протекание там различных процессов. Есть положительные стороны в перемешивании. Общеизвестно, что перемешивание материала в псевдоожиженном слое способствует выравниванию температур в нем даже при проведении процессов с боль- [c.213]

Не говоря об ограниченных эмпирических зависимостях, более вероятный Путь к расчету Яэф лежит через нахождение закономерностей образования, слияния и распада пузырей среды в псевдоожиженном слое, поскольку перемешивание материала в нем в большой мере определяется прохождением пузырей. К их роли в перемешивании слоя привлек в последнее время внимание Роу [Л. 1222]. [c.322]

Сформулируем основные допущения, которые будем использовать при построении математической модели. Перемешивание частиц твердой фазы в псевдоожиженном слое — идеальное. Режим течения газа в аппарате— поршневой, т. е. скорость газа и концентрация сорбтива в газе постоянны по сечению аппарата, а продольное перемешивание в газе пренебрежимо мало. [c.26]

Представляющие существенный интерес экспериментальные данные о перемешивании газа в лабораторных установках с псевдоожи-женным слоем можно найти в цикле работ Л. 599—602, 646—648], но в их трактовке, и применяемой терминологии не со всем можно согласиться. Так, в (Л. 648] содержатся противоречивые утверждения, что в условиях опытов вызванное пузырями изменение распределения времен пребывания газа в псевдоожиженном слое было пренебрежимо мало по сравнению с влиянием радиальной нера)Вномер-ности скоростей течения газа и что истинное обратное перемешивание газа отсутствовало. Авторы [Л. 648] провели опыты с псевдоожижен-ными осушенным воздухом свободными и заторможенными сетками слоями узких фракций стеклянных шариков средним диаметром 100, 250 и 500 мкм в колонке диаметром 135 мм на пористой решетке в узком диапазоне скоростей фильтрации. Четырехкратное изменение скорости осуществлялось при работе с частицами 110 мкм и только полуторакратное с частицами 500 мкм. Насколько можно судить по более поздней и более детальной работе Л. 646], в расчеты при обработке опытных данных было заложено довольно искусственное представление о конвективном продольном газообмене между двумя фазами (имея в виду пузыри и ограничивающую их сверху и снизу плотную фазу ), зависящем от разности скорости течения газа внутри пузыря и скорости подъема последнего. [c.33]

Проведены были Также анализы проб газов, взятых в разных точках внутри слоя по его оси. Судя по ним, горение в псевдоожиженном слое практически заканчивалось на высоте 80 мм от решетки для готовой смеси, а при работе с горелкой 5 (см. рис. 5-3) на высоте 160 мм. Полное выгорание газа в тонком слое (табл. 5-2) даже при раздельной подаче его и воздуха (горелка 5) не оправдывает сомнений, высказанных в Л. 273], если не игнорировать очень густое расположение отверстий для подачи газа в этой горелке. Иное дело, что в промышленных установках газораспределитёльные устройства со столь малыми путями перемешивания газа с воздухом вряд ли осуществимы. [c.135]

Авторы Л. 21] предложили иной способ решения той же задачи — создания безокислительной атмосферы в одной части псевдоожиженного слоя и полного сжигания газа в другой и передачи тепла твердым теплоносителем из одной зоны в другую. Ввиду того, что радиальное перемешивание газа в псевдоожиженном слое не очень мелких частиц плохое, наряду с хорошим вертикальным и горизонтальным перемешиванием частиц, эти зоны расположены не одна над другой, а рядом. Способ пояснен на рис. 5-14 применительно к безокисли-тельному нагреву металла. Две зоны псевдоожиженного слоя имеют отдельные решетки и подрешеточные камеры. Между зонами может быть устроена невысокая перегородка. В зону полного сгорания подается топливовоздушная смесь с небольшим избытком воздуха и выделяется основная часть тепла, нагревающего слой. В зоне Б полного сгорания газа дается большое число 150 [c.150]

Очевидно, что измеряемые в электротермических пеевдоожиженных слоях температуры весьма сильно (может быть даже на порядок) отличаются от кратковременных локальных температур слоя. При увеличении напряжения между электродами, а следовательно, и плотности тока в слое на каждый контакт приходится большее тепловыделение и он может быть нагрет до очень высокой температуры (до 2 000 0 и выше), так как тепловыделение концентрируется в очень маленьком объеме. При прекращении взаимного касания частиц в этих условиях могут возникать интенсивные искровые разряды, переходящие местами под действием фотоионизации в микродуговые разряды в ионизированных псев-доожижающем газе и парах испаряющегося углерода. Пробой и появление микродуговых разрядов — явления, развивающиеся во много раз быстрее, чем релаксация местного перегрева в псевдоожиженном слое, где радиационный обмен ослаблен экранирующими частицами, конвективное перемешивание газа в агрегатах мелких частиц практически отсутствует, расход газа, фильтрующегося сквозь агрегаты неоднородного слоя, мал и соответствует примерно минимальному псевдоожижению, а перенос тепла молекулярной теплопроводностью и движущимися частицами также протекает не со столь огромной скоростью. [c.174]

Отметим, что и для аппаратов малого диаметра есть по крайней мере одно средство борьбы с проскоком сырого материала, иное, чем устройство предреакторных камер с застойной зоной материала. Это — торможение горизонтального перемешивания твердой фазы вертикальными перегородками с отверстиями. Например, даже в малой лабораторной установке по обезвоживанию гипса в псевдоожиженном слое нам удалось избежать подобного проскока к месту разгрузки установкой вертикальной сетчатой перегородки. [c.255]

Можно принять, что в псевдоожиженном слое борются две противоположные тенденции первая—тенденция к агрегированию под действием гидродинамических сил и сил притяжения между частицами (молекулярного, электростатического и т. п.), вторая — тенденция к заполнению образовавшихся пустот благодаря перемешиванию частиц. Гидродинамическими факторами, вызывающими расширение первоначальных дефектных мест , мотут служить динамическое давление входящих туда струек и избыточное статическое давление, создающееся в пузыре благодаря уменьшению там скорости среды и прео бразоваиию динамического давления в статическое. Динамическое давление струи может играть главенствующую роль в развитии неоднородности, по-видимому, лишь в случае плохого газораспределительного устройства (например, перфорированной решетки с малым живым сечением), когда скорость струек выходящих из отверстий решетки будет во много раз превышать скорость фильтрации и будет приводить в основном к развитию каналов (вытяиутых вверх пустот, пронизывающих насквозь весь псевдоожиженный слой или только иижнюю его часть) примерно по схеме, описанной Викке и Хедденом [Л. 601]. В большинстве случаев важнее роль избыточного статического давления в пустотах, раздвигающего их подвижные стенки, увеличивая пустоты и уплотняя окружающую часть слоя. [c.86]

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]

Из других исследований перемешивания частиц в псевдоожиженном слое можно упомянуть работу Джиллиленда и Мэзона [Л. 307], а также Зингера, Тодда и Гуинна [Л. 706]. Джиллиленд и Мэзон показали наличие перемешивания частиц, измеряя в лаборатор- [c.189]

Леремешивание частиц находит свое проявление и в эффективной вязкости псевдоожиженного слоя. Как известно, при движении в псевдоожиженном слое тел, например лопаток вискозиметра Штормера, тела эти испытывают трение слоя. Правда, при малых относительных расширениях слоя перенос количества движения будет осуществляться главным образом не за счет перемешивания и упругих соударений частиц разных энергий, а за счет поверхностного трения сблизившихся соседних частиц. Определяемая перемешиванием частиц эффективная вязкость достаточно разреженных слоев или областей псевдоожиженного слоя по аналогии с вязкостью газов может быть охарактеризована [Л. 573] как [c.190]

Кэйрнс и Праузниц [Л. 1104] исследовали продольное перемешивание воды в псевдоожиженных слоях шариков стеклянных (d = 3,2 мм) и свинцовых (нитрата натрия. Электролит вводился одновременно в 156 точках сечения и уже на осевом расстоянии в пять диаметров частиц неравномерность профиля концентрации электролита не превышала 9% при непрерывной его подаче. С помощью обводной линии и скоростного соленоидного переключающего клапана было можно внезапно прекращать поступление электролита. Получены радиальные профили электрической проводимости с помощью малых зондов диаметром 3 мм, позволявших измерять электропроводность объемов порядка 1 мм . Концентрация электролита принималась пропорциональной электропроводности. На интенсивность продольного перемешивания сильно влияет порозность слоя, и максимальное перемешивание наблюдалось при т 0,7. Коэффициенты эффективной продольной турбулентной диффузии зависели прямо от объемного веса частиц и от соотношения диаметров слоя и частиц Dj/d. Коэффициент трубулентной диффузии является фунцией произведения характеристической длины на характеристическую скорость, и неравномерный профиль скоростей фильтрации приводит к. неравномерного [c.201]

Еще Джилиленд и Мэзон [Л. 308] и Ребу [Л. 511] нашли аналитическое вырал<ение для времени пребывания газа в псевдоожиженном слое в предельном случае полного продольного перемешивания газа. [c.209]

Определение влияиия перемешиваиия среды и материала путем сопоставления кинетики протекания процесса в псевдоожиженном слое и в системе без перемешивания связано с дополнительным затруднением — необходимостью оценки величины и роли проскока среды при неравномерном псевдоожижении [Л. 893]. [c.214]

Встречается противоречивая оценка близости поведения псевдоожиженного слоя к предельным случаям полного вытеснения и иол наго неремешнвания, что зачастую связано не только с действительным различием ре-жил ов. работы и интенсивности перемешивания, но и с испо льзован ием неодинаковых способов оценки перемешивания, как, например, упоминавшихся выше числа перемешивания, коэффициента эффективной диффузии, коэффициента кратности циркуляции (Орочко) и т. д. Разные способы оценки перемешивания различаются по точности оценки отклонения от данного предельного режима, например режима полного вытеснения, и для одних и тех же опытных данных может создаваться видимость большей или меньшей близости к полному вытеснению в зависимости от принятого способа оценки перемешивания. Так, например, Ребу [Л. 511] предлагает считать, что течение среды в псевдоожиженном слое близко к полному вытеснению. Иоффе и Письмен 214 [c.214]

Л. 1050] на основании анализа экспериментальных данных для низких псевдоожиженных слоев приходят к тому же заключению. С другой стороны, Боресков и Слинько [Л. 636] отмечают весьма значительное влияние имеющегося перемешивания газа в псевдоожиженных слоях на протекание в них реакций. По этой оценке нет близости к полному вытеснению. [c.215]

Не говоря о работе с малыми числами псевдоожижения, предложены различные другие способы уменьшения продольного перемешивания в псевдоожижеином слое. Первый— разбивка псевДооЖиженного стгоя на ряд секций ( р ис. 5-23), через которые газ и материал проходят в обратной последовательности. При этом осуществляется так называемый ступенчатый противоток. [c.219]

Эти особенности определяются прежде всего быстрым перемешиванием частиц в развитом псевдоожижениом слов и большой объемной концентрацией их, сравнительно малым диаметром частиц и низкой относительной скоростью обтекания их потоком. Они учтены в последующих главах прп рассмотрении различных вопросов теплообмена в псевдоожижениом слое. [c.247]

Проведенный приближенный анализ влияния микропрорывов газа в псевдоожиженном слое на теплообмен приводит к выводу, что можно ожидать резких изменений эффективного коэффициента теплообмена частиц не только при наступлении явно выраженного сцепления частиц (например, под влиянием молекулярных сил), но и при визуально незаметных изменениях агрегирования, связанных, например, со слабой статической электризацией. В этих случаях могут изменяться размер и время существования нестойких агрегатов, а следовательно, интенсивность газообмена между прерывной и непрерывной фазами или — по схематичной модели — число ступеней полного перемешивания. В значительной мере, если не главным образом, это объясняет расхождение данных различных исследователей об эффективных коэффициентах теплообмена. [c.302]

Существенна задача организации равномерного начального газораспределения. Дело в том, что сам вопрос об увеличении эффективного коэффициента теплообмена частиц в псевдоожиженном слое приобретает действительную остроту лишь при разработке устройств с тонким Слоем, перспективных благодаря малому гидравлическому сопротивлению. Но весь тонкий слой находится в сфере влияния газораспределительной решетки. Классическая неоднородность псевдоожижения с крупными пузырями и плотными агрегатами не успевает полностью развиться в тонком слое. Зато здесь при плохой конструкции решетки велика опасность образования каналов, сквозных или несквозных (род микропрорыва). При этом в случае плохого перемешивания частиц около решетки создается зона перегрева материала, зона охлаждения газа растягивается и Саф еще уменьшается. [c.303]

Каковы бы ни были характер и причины движения частиц в псевдоожижениом слое, имеются три основных, хотя и неполностью независимых фактора, определяющих величину эффективного коэффициента теплопроводности 1) скорость перемешивания частиц-носителей тепла 2) концентрация частиц в псевдоожижениом слое (или порозность слоя) 3) интенсивность теплообмена между проходящими через данное место слоя частицами и средой. Сравнительная значимость этих факторов различна при разных форсировках (развитии) псевдоожи-женного слоя. [c.321]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...