Модели псевдоожиженного слоя

Модель псевдоожиженного слоя газе- Проводимость электротермического [c.325]

Интересно отметить, что на основании модели слоя как бесструктурной двухфазной подвижной системы, в которой частицы равномерно распределены по всему объему, в [36] получено уравнение для расчета скорости потока, необходимой при организации однородного псевдоожиженного слоя в широком диапазоне значений Re и Аг [c.50]

Правда, ряд эмпирических выражений [38, 39, 44] для расширения неоднородных псевдоожиженных слоев получен на базе двухфазной теории, согласно простейшей модели которой весь газ сверх необходимого для минимального псевдоожижения прорывается в виде пузырей (прерывной фазы ), а остальная часть слоя (часто называемая непрерывной,, а иногда плотной или эмульсионной фазой ) находится в состоянии минимального псевдоожижения. Такой подход позволил обработать экспе- риментальные данные в виде зависимостей [c.51]

На основании приведенного выше описания поведения слоя представляется довольно обоснованным использование подхода двухфазной теории к определению степени расширения для псевдоожиженного слоя под давлением, т. е. логично полагать, что избыточное, сверх необходимого для минимального псевдоожижения, количество газа проходит в фонтанирующих ядрах, доля которых в слое зависит в основном от свойств системы (размера и плотности частиц, плотности и вязкости газа) остальной газ фильтруется через плотную фазу со скоростью щ, как и требует двухфазная модель. При выводе формулы для расширения псевдоожиженного слоя под давлением как функции скорости фильтрации газа, очевидно, логичней применить понятие об относительной порозности слоя [c.53]

Достоинство псевдоожиженных систем — высокая интенсивность теплообмена между слоем и омываемыми им поверхностями. Особенно большие значения коэффициентов теплообмена даже при осуществлении процесса псевдоожижения в обычных условиях достигаются в слоях мелкодисперсных частиц. Многочисленные экспериментальные исследования подробно изложены в ряде монографий [12, 18, 20, 49, 50]. При этом механизм переноса тепла, в котором, безусловно, главная роль принадлежит теплопроводности системы, сложен и много- образен. Поэтому теории, объясняющей влияние всех факторов на теплообмен, до сих пор не существует. Однако отдельные аналитические модели не только качественно правильно отражают особенности внешнего теплообмена в псевдоожиженном слое, но и при определенных условиях позволяют делать удовлетворительные количественные оценки. [c.57]

ОСНОВНЫЕ МОДЕЛИ ТЕПЛООБМЕНА ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ КРУПНЫХ ЧАСТИЦ С ПОВЕРХНОСТЬЮ [c.79]

В настоящее время сделан ряд попыток разработки механических моделей теплообмена между погруженными поверхностями и псевдоожиженными слоями крупных частиц. При этом большинство из них основано на предположении о том, что коэффициенты теплообмена состоят из трех компонент кондуктивной, конвективной и радиационной. При температурах ниже 1100 К лучистой составляющей можно пренебречь [104]. Тогда коэффициент теплообмена находим по формуле [c.79]

МОДЕЛЬ ТЕПЛООБМЕНА ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ КРУПНЫХ ЧАСТИЦ С ПОВЕРХНОСТЬЮ, ОСНОВАННАЯ НА ПРЕДПОЛОЖЕНИИ О ГАЗОВОМ ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ [c.92]

Представляет интерес сравнение полученных зависимостей с опытными данными. На рис. 4.16, а приведены результаты экспериментального исследования влияния температуры погруженной поверхности на эффективную степень черноты псевдоожиженного слоя для нескольких значений Гсл и диаметра частиц, а на рис. 4.16, б — эти же данные в координатах еэ/есл, (7 ст/Т сл) Как видно из рис. 4.16, б, даже при относительно низких температурах слоя мелких частиц экспериментальные точки хорошо ложатся на прямые линии. Согласно результатам расчета функции еэ(7 ст, Тел, бел) по модели стопы, отклонения от линейной зависимости появляются при достаточно большой разнице температур стенки и слоя (7 ст/7 сл) <0,1), что соответствует условию 7 ст/7 сл<0,5 или /ст<0,5 сл — 136,5 °С. Поскольку экспериментальные анные хорошо описываются формулой (4.48), можно сделать вывод, что предложенная модель позволяет достаточно точно описать процесс как радиационного, так и сложного [c.180]

Фиг. 9.11. Модель течения в псевдоожиженном слое [479].

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]

Таким образом динамическая модель процесса адсорбции в псевдоожиженном слое сорбента состоит из уравнений (1.3.12), [c.33]

Адсорбция в псевдоожиженном слое сорбента 25 сл., 235 сл. движущая сила процесса 243 математическая модель 236 сл. линеаризация 237 сл. [c.297]

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]

Затем автор [Л. 34] предложил учитывать в пакетной модели дополнительное конвективное термическое сопротивление при переносе тепла от поверхности к пакету, почти аналогичное сопротивлению газовой прослойки между стенкой и первым рядом частиц в модели теплоотдачи однородного псевдоожиженного слоя [Л. 141]. Это же представление развито в работах [Л. 35, 36]. [c.68]

Эрнст отмечает, что ни одна из этих моделей не отражает однозначно сложный процесс теплообмена в псевдоожиженном слое. При большом времени контактирования пакетов частиц с поверхностью нагрева механизм приближается к модели 3, а при малом — к модели 1, так как температура контактирующей поверхности пакета за. все время пребывания его у стенки не успевает заметно повыситься сверх температуры в ядре слоя. В этих условиях достигается оптимум теплообмена. [c.382]

В. Г. Айнштейн [Л. 261] изучал теплообмен в модели реактора 0 275 мм между псевдоожиженным слоем и греющей поверхностью, выполненной в виде горизонтальной или вертикальной трубки. В качестве твердой фазы он применял речной песок с размерами от 0,165 [c.348]

Двухзонное сжигание газа в псевдоожиженном слое 150—152 Двухступенчатое сжигание газа в псевдоожиженном слое 148—150 Двухфазная модель псевдоожиженного слоя 10, И Динамический свод 42 Диффузия тепла — см. Температуропроводность Дорешеточные устройства 218, 219 [c.324]

Адамс и Уэлти [89] сделали попытку аналитически рассчитать теплообмен между псевдоожиженным слоем крупных частиц и горизонтальной цилиндрической-поверхностью, исходя из модели, основанной на гипотезе о том, что крупные частицы в псевдоожиженном слое изотермичны и основной вклад вносят лучистая (речь идет [c.64]

В связи с изложенным выше в качестве первого приближения можно предложить следующую модель теплообмена псевдоожиженного слоя крупных частиц, в том числе и под давлением, с поверхностью. Исходной посылкой ее, как и в [76, 90, 93], служит рассмотрение общего коэффициента теплообмена как состоящего из трех аддитивных компонент конвективной составляющей коив, отражающей перенос тепла от поверхности движущимся потоком газа кондуктивной конд, учитывающей распространение тепла теплопроводностью, и лучистой. [c.92]

Чтобы воспользоваться выражением (4.46), нужно знать функцию еэ(7 ст/ Тел, бел). Для ее расчета вернемся к результатам, полученным в подпараграфе 4.4.4. Применительно к условиям теплообмена неизотермиче-ского псевдоожиженного слоя с погруженной поверхностью плоский слой дисперсной среды соответствует неизотермичной зоне между-поверхностью теплообмена и ядром слоя. В эквивалентной этому слою модели стопы (см. рис. 4.7, а) О и N+1 ограничивающие поверхности представляют собой стенку теплообменника и ядро слоя с температурами Т ст и Тел- При фиксированной толщине неизотермичной зоны (число Л ), заданных степени черноты частиц и средней порозности слоя характеристики элементарного слоя стопы по-прежнему определяются формулами и уравнениями, приведенными в подпараграфе 4.4.2. Решение системы уравнений (4.38) позволяет найти возможное стационарное распределение температуры и величину лучистого потока по формуле (4.41). С помощью этого соотношения можно получить в явном виде функцию Еэ Тст, 7 сл, бел). Действительно, потоку, испускаемому псевдоожиженным слоем, соот- [c.176]

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]

Двухфазная модель полезна для качествеиного анализа многих процессов в псевдоожнженном слое, но ее основные положения количественно не согласуются между собой [Л. 4, 97] и находятся в противоречии с рядом опытных данных [Л. 489]. Так, например, экспериментальным путем установлено, что порозность непрерывной фазы не равна Шо, а может изменяться в довольно широких пределах (например, от 0,35 до 0,48) в одном и том же монодисперсном слое и становится меньше с удалением от решетки. Этот опытный факт показывает некоторую поспешность высказанного в [Л. 35] заключения, что представление о большей плотности верхних частей псевдоожиженных слоев из-за большей скорости пузырей противо- [c.10]

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]

Конечно, при использовании результатов подобного обсчета моделей следует иметь в виду заложенные в них условности и проверить результаты прямым или хотя бы косвенным сопоставлением их с экспериментом, чтобы избежать дезориентации, вызванной ограниченностью модели. Поэтому с осторожностью следует отнестись и к утверждению Л. 490] о том, что фирма Эссо с успехом применяет в расчетах контактирования газа с материалом модель псевдоожижения, редложенную еще в 1959 г. Мэем. Согласно этой модели весь газ контактирует с некоторым количеством материала, нет объемов газа, проходящих без всякого контакта, и в итоге при высоких слоях уходящий газ покидает слой, имея равновесное с материалом состояние. Основная масса газа проходит сквозь слоя в виде пузырей, двигаясь без всякого обратного перемешивания. Меньшая доля газа идет сквозь эмульсионную фазу, которая бурно перемешивается. Это перемешивание характеризуется эффективным коэффициентом диффузии. Между пузырями и эмульсией существует газообмен, связанный с разностью давлений газа в эмульсионной фазе и пузырях, а также с разрушением и возникновением пузырей. Этот обмен назван поперечным потоком. Относительный поперечный поток 3,0 означает, что пузырь, поднимаясь сквозь слой, обменивается с окружающей иелрерывной фазой количеством газа, равным трем объемам пузыря. Принято, что пузырь полностью лишен твердых частиц и в этом смысле все процессы тепло- и массо-обмепа и химического реагирования между газом и частицами происходят в эмульсионной фазе . [c.12]

Если рассматривать различные подходы к 01писанию неоднородного псевдоожиженного слоя с точки зрения получения количественных зависимостей для расчета технологических аппаратов с псев-диожиженным слоем и расчета масштабных переходов, то можно разделить эти яодходы на две группы. К первой относятся модели, дающие макроскопическое описание псевдоожиженного слоя как целого, обладающего определенными характеристиками переноса газовой и твердой фаз. Применяя такие модели, как, например, модель Ван-Димтера, лишь условно или косвенно учитывают действительную структуру неоднородного слоя, наличие в нем пузырей я облаков замкнутой циркуляции и т. п. О структуре слоя и распределений продолжительности пребывания в нем газа, а также об обратном перемешивании газа ли материала косвенно судят по оценкам интенсивности переноса и т. п. параметрам, пользуясь вытекающими из условной модели корреляциями, коэффициенты в которых определяются из опытных данных. [c.13]

Ко второй группе можно отнести модели, в которых пытаются описать физическую структуру неоднородного псевдоожиженного слоя, как, например, в теории пузырей , развивавшейся Дэвидсоном, Гаррисоном, Роу, и др. Подобный подход в принципе представляется даже более привлекательным, чем первый, если только не переоценивать точность и универсальность положенной в основу модели. Можно ожидать, что теория пузырей в сочетании с другой моделью, учитывающей особенности прирешеточной зоны слоя, будет перспективна для расчета аппаратов со свободным псевдоожижен-ным слоем с пузырями. Правда, свободный псевдоожиженный слой с пузырями сам не очень перспективен для проведения процессов, лимитируемых межфазовым обменом и в этих случаях, видимо, уступит место более однородным системам, таким, как тонкие или заторможенные (насадкой, пучками труб и т. п.) псевдоожиженные слои. Возможное. исключение — свободный слой крупных частиц. [c.13]

Естественные (не инжектированные) пузыри в развитых псевдо-ожиженных слоях обнаруживают, как уже удалось установить, ряд особенностей. Так, в свободных псевдоожиженных слоях больших сечения и высоты пузыри могут разрастаться очень сильно в результате слияния и отбора газа из сплошной фазы. Об этом свидетельствуют, в частности, опыты [Л. Зв4] с лабораторным (диаметром 292 мм) псевдоожиженным слоем стеклянных шариков. Они показали, что из-за слияния на высоте менее 1 м число пузырей уменьшалось на три или более порядков, а средний объем остающихся пузырей возрастал соответственно более чем в тысячу раз. Таким образом, в моделях для расчета процессов контактирования твердой фазы с газом, например химического реагирования, если оно не завершается вблизи решетки, следовало бы учитывать быстрый рост пузырей, а не принимать их одинаковыми и равномерно распределенными по всему объему слоя. Автор (Л. 640] в своих опытах с псевдоожиженным слоем сечением 1,22X1,22 м и высотой до 2,74 м вообще не обнаружил каких-либо признаков достижения максимальной скорости подъема пузырей, а это значит и предельного их размера. Он наблюдал довольно быстрый подъем пузырей — на уровне 2,44 м от решетки в псевдоожиженном слое высотой 2,74 м, состоявшем из мелкого песка (шп,у = 2,5 см1сек), при N = 9 средняя скорость пузырей составила 2,44 м/сек. Если оценить средний диаметр пузыря на атом уровне по формуле (1-6), положив /(=1,2, то он будет равен О,<84 м. [c.22]

Таким образом, для слоев как мелких, так и крупных частиц с повышением температуры при постоянной массовой скорости фильтрации число псевдоожижения растет, а следовательно, в соответствии с двухфазной моделью псевдоожижения при прочих равных условиях приходится ожидать увеличения доли газов, проходящей в виде пузырей, и усиления пульсаций слоя. Этот вывод находится лишь в кажущемся противоречии с установленным в (Л. 17] экспериментальным фактом уменьшения пульсаций слоя при переходе от псевдоожижения его холодным воздухом к режиму с прежним расширением слоя, но при сжигании в нем горючего газа и повышении температуры слоя до I 000° С. Кстати, аналогичное успокоение пульсаций в раскаленном псев-доожиженном слое по сравнению с холодным наступало и в опытах [Л. 116] при сжигании в слое не газа, а жидкого то плива (солярового масла) (рис. 1-10). Однако специально проведенные измерения пульсаций давления в слое в условиях, когда ввод жидкого топлива прекращали, а слой, несмотря на подачу прежнего количества холодного воздуха, оставался достаточно долго горячим благодаря аккумулированному при сжигании топлива теплу, показали в соответствии с формулами (1-14) и (1-15) резкое усиление пульсаций. Таким образом, успокоение пульсаций при сжи гании в псевдоожиженном слое топлив и сохранении прежней массовой скорости фильтрации связано не с высокой температурой слоя, как можно предположить по Л. 17,. 36, 147], а с протеканием реакций горения. iB случае сжигания жидкого топлива присоединялся также процесс быстрого испарения его капелек, попавших на раскаленные частицы. Видимо, вспышки газового и жидкого топлив и локальные повышения давления при мгновенном ис- [c.38]

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]

В области больших абсолютных значений показателя переход от одного материала к другому может сказаться на величине коэффициента теплообмена аст- Важно, как от этого перехода меняется весь комплекс с м7м н(1— ), а не отдельные сомножители. Некоторые из сомножителей могут при замене материала изменяться обратно, и эти изменения взаимно компенсируются. Например, при переходе от стеклянных шариков к стальным Ym з величпвается с 0,16 2 500 = 400 до 0,11-7900 = 870, но зато при прочих равных условиях (в частности, при прежней скорости фильтрации газа) скорость частицы (г н) уменьшается более тяжелые стальные частицы перемешиваются менее интенсивно. В подобных случаях даже в отдалении от максимума коэффициент теплообмена может мало зависеть от рода материала. Предложенная модель механизма теплообмена и выведенная формула (10-9) показывают, что для сред с различными величинами коэффициента теплопроводности следует ожидать различной эффективности влияния псевдоожижения слоя на коэффициент теплообмена со стенкой. [c.330]

Предложенные выше теоретические формулы выведены на основе чрезвычайно простой модели для однородного псевдоожиженного слоя. Оказалось, однако [Л. 744 и 1152], что они качественно -объясняют даже детали - .ттожнпй яттпшпгт от рячличных факторов и при [c.341]

Более совершенным следует считать ступенчато-противоточ-ный аппарат, имеющий механическое секторное переточное устройство (рис. 98). Лабораторная модель такого аппарата выполнена из органического стекла, состоит из пяти секций с поперечным сечением 150x30 мм, расстояние между решетками составляет 100 мм. Переточное устройство представляет собой лопастное колесо диаметром 30 мм с механическим приводом. Ограничительные козырьки, установленные в зонах перетока смолы с тарелки на тарелку, позволяют исключить нарушения режима псевдоожпжения смолы. Высоту псевдоожиженного слоя смолы можно регулировать производительностью питающих и отводящих жидкость устройств. [c.315]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...