ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Горштейн и И. П. Мухлснов. К вопросу о механизме образования фонтанирующего слоя из "Процессы химической технологии" В последнее время в технической литературе уделяется все больше внимания обработке твердых зернистых материалов в так называемом фонта-нируюш,ем слое, т. е. в безрешеточных аппаратах с коническим газораспределительным устройством типа диффузора Очевидные преимущества [ ] фонтанирующего слоя заставляют предполагать, что этот метод займет достойное место в химической и других отраслях промышленности. Однако, как уже отмечалось ранее [ ], процесс фонтанирования изучен недостаточно. [c.16] Гидродинамические особенности фонтанирования, обусловленные наличием переменного сечения по высоте аппарата, должны сказаться и на кинетике процессов, осуществляемых в режиме фонтанирования. С этой точки зрения детальное изучение механизма образования фонтана представляет несомненный интерес. [c.16] В работе [ ] отмечалось, что существующие на сегодняшний день экспериментальные методы исследования структуры взвешенного слоя не дают полной кинетической характеристики твердой фазы, а наличие пуль-сационных перемещений зерен материала в сильной степени затрудняет чисто аналитическое решение задачи. Появившаяся же недавно статья Кондукова с сотрудниками [ ] содержит пока только предварительные данные по вопросу изучения структуры взвешенного слоя, хотя предложенный авторами метод, очевидно, в дальнейшем даст возможность разрешить целый ряд проблем, связанных со структурой слоя. [c.16] Совмещением аналитического подхода к решению вопроса с экспериментальным исследованием и обработкой данных методами теории подобия можно с достаточной степенью точности разрешить проблему, связанную со структурой слоя. [c.17] В настоящей работе предпринята попытка решить в общем виде вопрос о механизме образования фонтана и наметить, таким образом, программу эксперимента, результаты которого будут изложены в следующем сообщении. Картина фонтанирования, построенная из чисто визуальных наблюдений над прозрачными моделями, изображена на рисунке, откуда видно, что в аппарате конической формы весь зернистый материал распределяется между двумя зонами — плотной периферийной и центральным фонтанирующим ядром. Общее результирующее движение частиц имеет строго направленный характер как в самом фонтане (вертикально вверх), так и в плотной зоне (вниз по образующей конуса). С практической точки зрения несомненный интерес представляет величина средней скорости частиц в ядре и кольце. Однако прежде чем перейти к отысканию этих величин, необходимо решить вопрос о профиле фонтанирующего ядра, который будет определяться геометрическими параметрами аппарата и углом р. [c.17] Фонтанирующий слой. Сд — диаметр фонтанирующего ядра на любой высоте (м) Нф — высота фонтанирующего слоя (м) Нд — высота аппарата (м) йд—диаметр основания аппарата (м) Лц — расстояние от нижней границы слоя до основания аппарата (м) г — расстояние любого сечения слоя от основания аппарата (м) а — угол раствора конуса (град.) Э — угол фонтанирующего ядра (град.). [c.17] Однако выражение (3) справедливо только для аппарата, в котором производились исследования, так как незначительное отклонение в угле а от указанного в статье приводит к тому, что профиль ядра выходит за контуры аппарата. [c.17] Для подтверждения основных положений, выведенных аналитически, а также для подтверждения ряда допущений, принятых для упрощения математических зависимостей, был специально разработан метод исследования структуры взвешенного слоя, изложенный в работе [ ]. [c.18] Эта функция Ф я(2) учитывает условия стесненности перемещения частиц в фонтане. [c.19] Уравнение (И) нельзя решить аналитически, так как его третий член правой части содержит под знаком интеграла функцию, явный вид которой неизвестен. Отыскание значения этой функции и явится задачей эксперимента, ибо отклонение среднестатистической скорости w от действительной и будет отвечать значению этой функции. [c.19] Таким образом, расчетная скорость w будет определяться режимом фонтанирования и, в частности, действительной скоростью газа в фонтане. Значения В п п для ламинарного, переходного и турбулентного режимов определены многими исследо1зателями, т. е. являются величинами известными. [c.19] Теперь для определения расчетной величины й),. необходимо отыскать действительную скорость газа в ядре. Как ужо указывалось выше, профиль ядра — опрокинутый усеченный конус, угол которого р составляет 5—7°. Следовательно, фиктивная скорость газа является функцией координаты г, при постоянном общем расходе воздуха 7,,. [c.19] Однако, несмотря на сравнительно большую точность уравнения (14), применение его затруднено из-за того, что коэффициент А для различных материалов различен, изменяется в сравнительно широких пределах, н для его отыскания необходима постановка специального эксперимента. [c.20] Однако, принимая во внимание, что угол раствора самого фонтанирующего ядра — величина незначительная (Р=5—7°), вряд ли удастся экспериментально уловить характер такого изменения. [c.20] Однако решение уравнения (15) практически невозможно, ибо даже самая приближенная оценка интеграла неосуществима, так как не-изпестея характер функции р (3). [c.20] Полученное уравнение (19) может служить отправным при определении скорости твердых частиц в фонтане. [c.21] После того как будет проделана экспериментальная часть работы, направленная на определение порозности фонтана и расхода газа через ядро, решение уравнения (19) не представит какого-либо труда. [c.21] Проведенные выше рассуждения в полной мере применимы и для определения скорости частиц в кольцевой зоне. [c.21] А X р о м е н к о в, А. С. Круглов, Инж. физ. ж., VI, 7, 13 (1963). — [10] И. М. Бабаков. Теория колебаний. Госиздат технико-теорет. литературы, 11 (1958), — [11] А. Гибсон, Гидравлика и ое приложения. Госэнергоиздат, 84 (1934). — [12] Л, А, Акопян, А. Г. Касаткин, Хим, пром,, 2, 94 (1955). — [13] Н. И. Сыромятников, Б. Ф. В о л к о в. Процессы в ки-няш ем слое. Металлурги.здат (1959), — [14] И, П. Мухленов, Тр, ЛТИ им. Ленсовета, вып. 54, 5 (1959). — [15] В, Ф, Фролов. Канд. дисс, ЛТИ им, Ленсовета (1963). [c.21] Вернуться к основной статье