Псевдоожиженный слой движения

Визуальные наблюдения позволили обнаружить неразвитый псевдоожиженный слой, сочетающий движение по виткам спирали с просыпанием через них. Высота псевдо-ожиженного слоя зависит от расхода насадки, скорости воздушного потока и- вида используемой сетки. Полученные с помощью Р-излучения эпюры изменения истинных концентраций по сечению и высоте противоточной камеры позволили выявить следующие закономерности нарастание истинной концентрации по ходу частиц, достаточную равномерность распределения частиц по сечению, целесообразность использования винтовых сеток с малым отношением djd и большим живым сечением, условия повышения M с помощью сетчатых спиральных вставок. За счет улучшения аэродинамики удалось достичь увеличения времени пребывания частиц примерно в 9 раз, что не является пределом. [c.99]

Во многих установках химической технологии, переработки нефти и других видов сырья определяющими являются законы движения гетерогенных систем. Отметим, в частности, процессы с использованием неподвижного зернистого слоя катализатора, через который пропускается реагирующая газовая смесь> процессы с взвешенным под действием восходящего потока газа зернистым слоем ( кипящий или псевдоожиженный слой), процессы интенсивного барботажа жидкости газом, процессы в обогреваемых трубах или колоннах, внутри которых движется газожидкостная смесь, где проходят химические реакции. Перспективным представляется использование акустических воздействий на интенсификацию физико-химических процессов в гетерогенных системах. Сейчас становится все более очевидной необходимость более полного использования методов механики при изучении и последующем совершенствовании и интенсификации технологических процессов. [c.10]

Даже в случае медленных течений распространение решения Стокса на произвольное множество сферических частиц связано со значительными трудностями. В работе [585] выполнено широкое исследование потерь давления и осаждения в псевдоожиженных слоях (гл. 9). Характер движения в псевдоожиженном слое таков, что данные по потерям давления в этом слое могут быть использованы для определения коэффициента сопротивления множества твердых частиц. [c.204]

Движение в псевдоожиженных слоях [c.400]

В работах [877, 8791 был исследован непрерывный переход от режима плотного слоя, псевдоожиженного слоя к движущемуся потоку. В работе [531] изучается перенос массы и количества движения в неподвижном и псевдоожиженном слоях и выявляется тенденция перехода от псевдоожиженного состояния к переносу частиц, как показано на фиг. 9.8, где приведено соотношение между скоростью газа, объемным газосодержанием и переносом частиц. Выявлено несколько регулярных режимов, при которых существует устойчивый гомогенный слой эти режимы кратко описаны в работе [272]. В работе [527] выделены три этапа процесса псевдоожижения, показанные на фиг. 9.9. В области А газ с низкой скоростью просачивается через слой, не возбуждая отдельных частиц, газовая фаза представляет собой вязкий поток падение давления на единицу длины увеличивается линейно с увеличением скорости, однако меньше удельного веса частиц. [c.400]

При детальном анализе движения в псевдоожиженном слое Рове [659] предположил, что большая разность плотностей (рр — р) частиц и жидкости будет способствовать подавлению турбулентности. При малой разности (рр — р) вихревые потоки жидкости будут хаотически перемещать частицы по слою. Следовательно, псевдоожиженные слои жидкости часто являются турбулентными, хотя поток может быть ламинарным, а частицы мало подвижны при низких расходах потока. Газовые псевдоожиженные слои, как правило, ламинарны, но при высоких расходах потока может возникнуть турбулентность. [c.404]

Модель ламинарного потока [734]. Прежде чем сформулировать основные задачи, рассмотрим возможность существования устойчивого ламинарного псевдоожиженного слоя. Рассмотрим простой случай течения по трубе, когда сечение псевдоожиженного слоя имеет радиус Я и бесконечную высоту. При этих предположениях уравнения количества движения (6.39) и (6.42) (д.ля скоростей 10, и в осевом направлении г и радиальном направлении г) принимают вид [c.404]

Хаотическое движение. Даже в псевдоожиженном слое, образованном жидкостью и твердыми частицами, когда структура потока относительно устойчива, рассмотренное выше вихревое движение обычно вовлекает частицы (и жидкость) в непрерывное [c.407]

Поскольку не имеется точного описания механизма передачи количества движения в псевдоожиженном слое, другие процессы [c.422]

Движение газов и материалов в псевдоожиженном слое крайне сложно и мало изучено. Поэто му для получения характеристических величин необходимо исходить из возможных моделей это- [c.368]

Почему же частицы в кипящем слое не располагаются строго на горизонте, где гравитационные силы уравновешены динамическим давлением потока Попадание частиц в зону, где справедливы соотношения (244) и (245), трудно объяснить только инерцией движения, созданного действием на частицы, гравитационной силы или динамического давления потока, а связано, по-видимому, с неравномерностью работы слоя и явлениями гидродинамического порядка в более широком смысле этого слова. Поэтому кипящий (по внешнему сходству) слой принято называть псевдоожиженным слоем. Наблюдения за жидкостью при барботаже ее газовыми пузырями показывают [212], что возможны три следующих характерных состояния [c.374]

Выше всюду подразумевалось, что элементы насадки равномерно распределены по сечению аппарата (в той мере, в какой это достигается при беспорядочной укладке). Если же насадка занимает не все поперечное сечение слоя (случай, когда в псевдоожиженный слой раскаленных частиц опущена корзина с нагреваемыми металлическими деталями), то по утверждению (Л. 35] в ней возникает восходящее движение материала. [c.30]

Кондуков Н. Б. и др.. Исследование параметров движения частиц в псевдоожиженном слое методом радиоактивных изотопов. Кинематика частиц, ИФЖ, т. 7, 1964, № 7. [c.283]

Кондуков Н. В, и др.. Исследование параметров движения частиц в псевдоожиженном слое методом радиоактивных изотопов, I. Методика эксперимента и траектория движения частиц, ИФЖ, т. 6, 1963, № 7. [c.283]

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

Подробное описание работ, посвященных теплообмену псевдоожиженного слоя крупных частиц с поверхностью, проведено потому, что в слоях (крупных частиц) под давлением основная рЪль принадлежит конвективному переносу тепла, и именно доминирующим вкладом конвективной составляющей в общий коэффициент теплообмена в первую очередь объясняются высокие значения а, превосходящие (даже) при определенных условиях максимально достижимые величины при псевдоожижении мелких частиц. Боттерилл [69] показал путем сопоставления увеличения максимальных коэффициентов теплообмена с ростом давления, по данным [83], и конвективной составляющей, рассчитанной, согласно [75], при соответствующих условиях (табл. 3.1), что влияние давления на теплообмен между слоем и поверхностью не сводится лишь к росту конвективной составляющей, а имеется дополнительный фактор, подтверждающий мнение авторов [84, 85] об улучшении качества псевдоожижения, структуры слоя [27], упаковки частиц и более свободного их движения у поверхности теплообмена [69]. [c.65]

На рис. 3.6 показано влияние размера частиц на вклад коэффициентов теплообмена минимально псев-доожиженного слоя, ао, и максимальной конвективной составляющей переноса тепла частицами, tap, в обш,ий максимальный коэффициент теплообмена слоя с поверхностью [88]. Величина ао, как указывалось выше, соответствует газокомвективной составляющей. Причем в первом приближении она взята независимой от скорости фильтрации газа, так как избыточный газ проходит через слой в виде пузырей. Вместе с тем в работе [69] указано, что с ростом давления псевдоожиженный слой становится более однородным, размеры пузырей и скорость их движения заметно уменьшаются. Максимальная конвективная составляющая переноса тепла частицами определялась как разность между коэффициентами общим а и оо. С ростом диаметра частиц up уменьшается, а а = коив увеличивается, следствием чего является минимум на кривой a=f(d) [18, 20, 76]. [c.73]

Несмотря на значительные расхождения между экспериментальными и расчетными данными (рис. 3.11), выражение для конвективной составляющей коэффициента теплообмена в ряде случаев [75, 76, 78, 88] довольно успешно описывает экспериментальные данные. Это позволило провести ряд специальных опытов, направленных на изучение механизма конвективного теплообмена в слоях крупных частиц. Исследования проводились на установке, подробно описанной в параграфе 3.4. Измерение коэффициентов теплообмена между поверхностью датчика-нагревателя и слоем дисперсного материала осуществлялось по методике, изложенной в 3.4.3. В данной серии опытов использовался датчик диаметром 13 мм, устанавливаемый вертикально вдоль оси колонны или горизонтально на расстоянии 62 мм от газораспределительной решетки. Слой образовывали модельные материалы — стеклянные шарики узкофракционного состава со средними диаметрами 0,45 мм (0,4—0,5), 1,25 мм (1,2— 1,3) и 3,1 мм (3,0—3,2). Их физические характеристики приведены в табл. 3.3. Коэффициенты теплообмена измерялись в псевдоожиженных слоях, затем в плотных, зажатых сверху жесткой металлической сеткой (опыты проводились в колонне из оргстекла, при этом движения частиц не наблюдалось). Эксперименты с плотн лми зажатыми слоями повторялись заметного разброса точек (вне пределов точности измерений) не наблюдалось. [c.88]

Использование для этой цели сетчатых винтовых вставо1К более предпочтительно, поскольку они обеспечивают более равномерную организацию тормозящего эффекта по всему сечению камеры, заменяют для части насадки прямолинейное движение спиральным и позволяют организовать противоточный псевдоожиженный слой. [c.179]

Уравнения (6.32), (6.33), (6.39), (6.41), (6.43) и (6.46) учитывают общее движение, силовые поля, теплообмен и распределении по размерам. Логически можно обобщить их и на случаи с массо-обменом, химическими реакциями и т. д. Л1ожно было бы добавить, что в соответствии с обобщенным понятием многофазной среды в смеси газа с твердыми частицами, состоящими из одного вещества, частицы разных размеров, форм и масс, с разными электрическими зарядами, дипольными моментами или магнитными свойствами образуют разные фазы , помимо газовой. Для несферических частиц постоянные времени F ш G можно определить экспериментально. Поскольку учитывается взаимодействие между частицами, а внутренним напряжением в частицах прене-брегается, то эти соотношения применимы для объемных концентраций частиц в псевдоожиженном слое вплоть до 90 %, но неприменимы для плотных слоев (разд. 9.7). При этом нижний предел среднего расстояния между частицами до.чжен составлять от 2 до 3 диаметров частиц при расстоянии между частицами более 10 диаметров Fp и Gp можно не учитывать и Цт Рч Р lira о, = 0. [c.286]

В работе [659] предполагается, что при малом значении (рр — — р) частицы и поток жидкости возмущены, так что пузыри не могут устойчиво существовать, поскольку нет постоянного сквозного протока жидкости. Временно свободные от частиц объемы создаются центробежной силой турбулентного вихря, но это не пузырь, как мы его здесь понимаем. Жидкие псевдоожиженные слои обычно имеют низкое значение (рр — р). Если жидкость — вода, то нри скоростях, вызывающих значительное распшрение слоя, вихревое движение сопровождается образованием временных пустых объемов, часто напоминающих пузыри. В газовых псевдоожиженных слоях происходит более интенсивное образование пузырей. Авторы работы [818] постулировали, что при псевдоожижении с изменением агрегатного состояния весь избыточный газ по сравнению с минимально необходимым для процесса псевдоожижения циркулирует по слою в виде пузырей. Ценц [899] связывал дальнейший рост пузырей с образованием снарядного режима течения, когда диаметр пузыря равен диаметру канала. Авторы работы [650] получили подтверждение этих теорий с помощью эмпирических зависимостей для образования пузырей и частоты их отрыва средняя толщина пузырькового слоя у определяется по приближенному соотношению [c.413]

Наблюдая пузыри различных форм, Маррей [564] изучал движение псевдоожиженных слоев и их устойчивость. Он показал, что псевдоожиженные слои неустойчивы по отношению к малым внутренним возмущениям и в общем случае устойчивы по отношению к малыш колебаниям поверхности. На основе наблюдаемых форм пузырей Маррей исследовал случай установившегося движения фаз, когда отношение плотностей твердой и жидкой фаз велико, т. е. Рр р, пренебрегая инерцией жидкой фазы. Уравнения (6.32), (6.33), (6.41), (6.42), (6.30) и (6.26) в векторной форме приобретают следующий вид [5651 [c.415]

СЛОЯХ дискретная фаза быстро достигает состояния равновесия. Массообмен в псевдоожиженных слоях в процессе сушки гранулированных материалов изучался в работе [45]. Измерения проводились при сушке жидкотекучего шлака. Авторы работы [188] исследовали случай противотока, включая капли жидкости и плотные слои, представляшицие предельные случаи, когда скорость частиц равна нулю. Олни [579] недавно сделал сообш,ение об экстрагировании жидкости жидкостью в контакторе с противоточным движением с учетом распределения капель по размерам. [c.424]

Брандт и Джонсон [70] измерили среднее вертикальное и радиальное напряжения на стенке трубы при прямоточном и противо-точном движении частиц псевдоожиженного слоя (со скоростью 1—30 см мин) относительно жидкости (вода) с помощью тензодатчиков и датчиков давления, расположенных на стенке трубы. Опыты проводились с частицами размерами 2—0,15 мм. Коэффициент трения зависит от скорости твердых частиц и их размера. Значительное внутреннее трение обнаружено в слое из стеклянны.х частиц, но не в слое из частиц смолы. Для противотока получено достаточно хорогаее соответствие с интегральным уравнением баланса сил в поперечном сечении слоя, а для прямотока это уравнение справедливо то.лько для частиц смолы диаметром 0,84—0,42 мм. Объемное содержание воды в слое не указано. На фиг. 9.23 приведены типичные результаты сравнения расчетов по уравнению (9.147) с экспериментальными данными для противо-точного движения. В этом случае уравнение (9.147) имеет вид [c.430]

В последнее время все большее применение находит тепловая обработка сыпучих материалов в кипяш,ем или псевдоожиженном слое (рис. 3-5). Эффект псевдоожижения достигается, когда давление подаваемых снизу газов становится равным давлению слоя материала, лежащего на решетке, а скорость их увеличивается до скорости поевдосжижен ия . Частицы приподнимаются, отделяются друг от друга и приходят в постоянное движение, напоминающее кипение. Высота слоя при том [c.113]

Скорость газа Wr в любом месте кипящего слоя при разных газовых режимах должна удовлетворять условию г1Умин<вУг< < шкс- Пользуясь формулами (244) и (245), основанными на уравнении равновесия сил для отдельной частицы, нельзя найти значения критических скоростей из-за неопределенности величины Rr—сопротивления движению частицы в слое в результате воздействия сил трения при соударении с другими частицами. Поэтому приходится обратиться ко второй, более грубой модели, условно рассматривая слой в целом как единое тело, через которое по каналам движется псевдоожижающая среда. В момент псевдоожижения сопротивление движению среды по каналам (Арк ) равняется весу слоя, т. е. [c.369]

Псевдогазовый или взвещенный слой представляет собой разновидность слоевого процесса, при котором частицы твердого вещества, попадая в газовый поток, увлекаются последним. При этом они приобретают те или иные относительные скорости, в некоторых случаях приближающиеся к скоростям в соответствующем месте газового потока, и в известной мере подчиняются законам движения последнего. По сравнению с псевдоожиженным слоем в этом случае происходит дальнейщее разуплотнение, частицы разобщены друг от друга газовой прослойкой большей толщины, и поэтому трение частиц друг о друга еще меньше. Поскольку объем и вес частиц уменьшаются пропорционально d , а внешняя поверхность пропорционально d , то по мере уменьшения диаметра частиц их относительная реакционная способность увеличивается пропорционально уменьшению их диаметра, что позволяет в желаемых пределах интенсифицировать химические и физические процессы. Процессы, протекающие во взвешенном слое, в конечном счете— процессы, характерные для гетерогенного факела (гл. IV), в котором наряду с газовой фазой присутствует твердая фаза, воспринимающая тепло. [c.378]

Противоточная модель (Л. 434] описывает появление вихревого движения в неоднородном псевдоожиженном слое как результат обмена газом и материалом между текущей вниз плотной и движущейся вверх разбавленной фазами . При достаточно высокой интенсивности обмена материалом между фазами эта модель яереходит в модель турбулентной диффузии. Сообщается, что с помощью про-тивоточной модели получены выражения для распределения продолжительности пребывания газа в слое и в некоторых предельных случаях для перемешивания материала и газа. Рассмотрено взаимодействие материала и газа для химической реакции первого порядка. [c.12]

Интересна и прямо противоположная попытка описания неоднородного псевдоожижения как сугубо детерминированного процесса, лишенно1 о всяких элементов случайности. Такой подход предложен в Л. 120]. Авторы его справедливо подчеркивают привлекательность соединения экспериментальных исследований и аналитического аппарата. Затем, полагая, что профили локальных скоростей газа могут быть получены из эксперимента, они аналитически исследуют движение твердой фазы неоднородного псевдоожиженного слоя. Сделав ряд упрощающих допущений, авторы получают уравнения движения частицы и исследуют их решения с помощью качественной теории дифференциальных уравнений. В результате исследования дается физическая интерпретация, объясняющая возникновение разрывов слоя и статистически стационарных зон повышенной концентрации твердой фазы. [c.13]

Отметим, что некоторые виды вставок в псевдоожиженный слой (перегородок и насадок) при определенных режимах фильтрации не будут в полном смысле слова тормозящими , а смогут создавать направленные циркуляционные или вихревые потоки частиц, более быстрые, чем движение частиц в свободном псевдоожижеином слое. [c.18]

Данные (Л. 475] подтверждаются и работой [Л. 464]. Проведенные там измерения скорости естественных пузырей в псевдоожиженном слое, показали даже, что на скорость движения каждого пузыря сильнее влияет расположение соседних пузырей, чем размер самого иузыря. В условиях большой концентрации пузырей они поднимаются гораздо быстрее изолированных пузырей того же объема. Этим объясняются считавшиеся аномальными опытные данные о меньшем расширении неоднородного псевдоожиженного слоя, чем расчетное по скорости подъема изолированных пузырей (поршней) максимально возможного диаметра, равного диаметру слоя. В итоге авторы [Л. 464] считают, что результаты измерений скорости изоли-роваиных пузырей мало пригодны для суждения о поведении естественных пузырей. [c.23]

Продолжаются исследования пульсаций плотности и давления в псевдоожиженных слоях (Л, 118, 319, 492, 547, 647], отражающих неоднородность псевдоожижения и могущих поэтому служить известной ее мерой. Заметные пульсации давления вызываются не минимальными флуктуациями плотности, обязанными колебательному движению частиц, а прохождением пузырей [Л. 647], частоте которых соответствует частота пульсаций. Пульсации возрастают по мере удаления от решетки вплоть до нижней части разбавленной фазы псевдоожижеи-ного слоя (зоны выбросо.в материала пузырями), где наблюдается максимальная неоднородность слоя. Относительная величина пульсаций плотности в этой зоне согласно опытным данным достигала [Л. 319] величины 100—200%. [c.25]

По оси струи на расстоянии менее 38 мм от места входа ее в слой отмечались пульсации температуры (равные примерно 100° С), особенно заметные, когда подводимая мощность превышала 1 кет. Видимо, из-за эжекции частиц струей плазмы происходили быстрое нарастание двухфазного (среда — частицы) пограничного слоя струи, смыкание ее газового факела и периодические отрывы его с образованием пузырей аналогично появлению пузырей при распространении в псевдоожи-женном слое турбулентных низкотемпературных газовых струй, наблюдавшемуся автором [Л. 350]. Уже поэтому закономерна пульсация температуры по оси струи — в зоне образования и движения пузырей. Следует отметить, что для восходящей высокотемпературной струи в более холодном псевдоожиженном слое эффект эжекции частиц может быть сильнее, чем в изотермическом слое, из-за быстрого уменьшения удельного объема плазменного газа при охлаждении. Это, видимо, позволяет интенсивно эжектировать даже тонкодисперсные частицы, которые в изотермическом слое увлекаются слабо. Улучшение условий эжекции подтверждаются измерениями авторов (Л. 472], показавшими, что давление в плазменной струе ниже входа ее в псевдоожи-женный слой значительно меньше статического давления в слое на уровне решетки, а также самим фактом очень быстрого охлаждения плазменной струи в псевдоожиженном слое, связанным, по нашему мнению, в первую очередь с увеличением большого количества тонко-дисперсных частиц, а не с радиационным обменом, которому сами авторы 1[Л. 472] отводят несколько преувеличенную роль, считая, что им обусловлена главная часть теплообмена струи в поперечном направлении . Во всяком случае в середине проводившегося процесса глубокого охлаждения струи с 6 000 до 80—100° С, когда температура тонкой, имевшей малую оптическую толщину струи была уже в пределах 1000—1500° С, не приходилось ожидать существенной теплоотдачи радиацией непосредственно от струи газа, тем не менее и эта [c.63]

Благоприятствует выравниванию температур в псевдоожиженном слое с сосредоточенными мощными источниками тепла, выполненными в виде погруженных поверхностей теплообмена, неразрывная связь между величинами а этих поверхностей и Лэфф слоя, обусловленная сходной зависимостью того и другого от скорости движения частиц. Поэтому практически возможным сочетанием является не всякая пара значений ост и Лэфф из диапазонов изменений каждой из этих величин. Например, максимуму а поверхности нагрева (и максимуму передаваемого источником тепла) не может сопутствовать минимальное Лэфф, так как в условиях аст.мэкс скорость движения частиц уже велика, а следовательно, должно быть довольно высоким и Лэфф слоя. [c.108]

Своеобразным случаем использования слоевой решетки является псевдоожижение обжигаемого материала на плотном движущемся слое готового продукта, подвергаемого охлаждению воздухом, идущим на горение (рис. 6-14). На рисунке изображена схема многоступенчатой печи английской фирмы Флюостатик Ли-митед для обжига извести. В псевдоожиженный слой в камеру обжига топливо подается через форсунки, а воздух —через два ряда горизонтальных перфорированных труб 8 ц 9 яз жароупорной стали. Между трубами 8 и 9 находится зона охлаждения готовой извести, равномерно разгружаемой устройством W в герметичный бункер 11. В зоне охлаждения известь медленно движется вниз плотным распределяющим воздух слоем, так как температура воздуха здесь ниже, чем в зоне обжига, и скорость воздуха недостаточна для псевдоожижения. Кроме того, при необходимости сечение аппарата на том или ином уровне слоя можно сузить, придав наклон станкам или использовав какие-либо вставки, загромождающие сечение и повышающие скорость движения газов. [c.231]

Важными и требующими гидравлического расчета конструктивными элементами установок с псевдоожи-женным слоем являются перетоки для передачи материала из вышележащих слоев в нижележащие (в многоступенчатых установках) или расположенные рядом. Многоступенчатые аппараты уже широко применяются и получат еще большее распространение в высокотемпературных установках с псевдоожиженными слоями, позволяя, как известно, достигать высокой тепловой экономичности за счет ступенчатого противотока в движении газа и материала. Этой же цели утилизации тепла газов, выходящих из высокотемпературных псевдоожи-женных слоев, имея ту же температуру, что и раскаленные твердые частицы, будут служить регенеративные теплообменники с циркулирующим твердым теплоносителем. [c.256]

Г у хм а н А. А. и др.. Некоторые аналитические ф01рмы представления движения твердой фазы в псевдоожиженном слое, Доклад на 4-й Международной конференции по теплопередаче, 1970. [c.279]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...