ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Время пребывания фаз в проточном аппарате из "Массообменные процессы химической технологии" Характер распределения дисперсной фазы но времени ее пребывания в проточном аппарате зависит также от случайного перемещивания отдельных частиц вследствие соударений, различного гидродинамического сопротивления и т. д. [c.55] Статистическая природа нереме-щивания потока дисперсной фазы дает основание предполагать диффузионный его механизм (по аналогии с турбулентной диффузией в сплошной фазе). [c.55] В тех случаях, когда экспериментальные данные не могут быть описаны диффузионной моделью, используются более сложные модельные представления о характере поведения жидкости при прохождении ею зоны контакта с твердой фазой. В реальных аппаратах возможно существование застойных зон жидкости, слабо обменивающихся веществом с основным потоком. Могут также наблюдаться локальные струи жидкости, скорость которых значительно выше средней скорости потока. Кроме того, жидкость может совершать в аппарате циркуляционное движение. [c.56] При построении сложной модели, содержащей перечисленные компоненты, стремятся к совпадению экспериментальной кривой отклика с кривой, вычисленной на основании модельных представлений. Примеры таких теоретических кривых для сложных моделей приводятся в литературе [27]. [c.56] Сопротивление, испытываемое потоком вязкого псевдоожижаю-щего агента со стороны всех частиц взвешенного слоя при условии ш) ьУкр, оказывается постоянным и равным АЯ = 0сл/5 — суммарному весу всех частиц Осл, отнесенному к площади поперечного сечения аппарата 5, независимо от величины скорости. Это специфическое свойство псевдоожиженного слоя иллюстрируется рис. 1.26. [c.56] Равномерное псевдоожижение (рис. 1.27, а) наблюдается, если взвешивающий агент — капельная жидкость или газ при достаточно высоких давлениях (10 —10 Па, т. е. Ю —10 кгс/см ). [c.57] В наиболее распространенном случае псевдоожижения газом при невысоких давлениях равномерная структура слоя практически не наблюдается. Твердые частицы проявляют склонность к образованию агрегатов, а газовая фаза образует пузыри, которые поднимаются вверх по слою с тенденцией к увеличению размеров и взаимному слиянию (рис. 1.27,6). В относительно узких каналах возможен режим образования поршней (рис. 1.27, е). [c.57] Общим свойством псевдоожиженных слоев является энергичное перемешивание частиц. В тех случаях, когда в результате взаимодействия дисперсной фазы с псевдоожижающим агентом выделяется значительное количество тепла, перемешивание материала приводит практически к полному выравниванию температуры в пределах псевдоожиженного слоя. При перемещении частиц коэффициент теплоотдачи от слоя к стенке аппарата или к поверхностям, специально предназначенным для отвода (подвода) тепла от материала, значительно выше, чем для неподвижного слоя. [c.57] Вследствие движения частиц слой приобретает текучесть, что оказывается существенным при перемещении материала из одного аппарата в другой и при поддержании постоянной высоты псевдоожиженного слоя. Отсутствие застойных газовых зон вблизи точек контакта частиц приводит к более полному раскрытию суммарной поверхности частиц при их псевдоожижении. [c.57] Анализ показывает [26], что в псевдоожнженном слое твердые частицы имеют тенденцию перемещаться не только индивидуально, но и отдельными группами (пакетами), которые также соверщают случайное движение по объему слоя, постепенно обмениваясь частицами. Пакетный характер движения твердой фазы в известной мере аналогичен явлению турбулентности при течении вязких жидкостей. [c.59] ИЛИ датчиков, нарушающих локальную структуру слоя, а недостат-ком — высокая степень сложности применяемого оборудования. [c.59] Исходя из случайного характера перемещения твердой фазы и рассматривая псевдоожижениый слой как целое, часто полагают, что перемещение частиц дисперсной фазы можно считать аналогичным диффузионному переносу — см. уравнение (1.60). [c.59] Опытные кривые зависимости концентрации импульсно вбро-щенных меченых частиц на выходе из лоя от времени качественно имеют тот же вид, что и для сплошной фазы (см. рис. 1.25). [c.59] Если в аппарате с компактным слоем перемешивание происходит достаточно энергично, то частицы распространяются по объему слоя практически мгновенно, что соответствует бесконечному значению коэффициента эквивалентной диффузии /)экв. На рис. 1.25 такой предельный случай идеального перемешивания представлен кривой 3. [c.60] Более равномерное распределение твердой фазы по времени пребывания достигается при секционировании аппаратов по ходу перемешиваемой фазы. [c.61] Плотность распределб иия дисперсной фазы по времени пребывания в аппарате из я слоев полного смешения. [c.61] Кривые, построенные по уравнению (1.99), иллюстрируют увеличение степени равномерности времени пребывания с увеличением числа слоев (рис. 1..33). [c.61] Соотношения (1.98) — (1.100) подтверждаются экспериментами с мечеными частицами, импульсно вводимыми в первый псевдо-ожиженный слой. Число меченых частиц подсчитывается в потоке материала, непрерывно выгружаемого из последнего слоя. Отношение числа меченых частиц Ди в пробе, отбираемой в течение интервала времени Дх, к общему числу частиц в исходном импульсе в пределе дает плотность распределения р(т) (рис. 1,34). [c.61] Вопросы движения и времени пребывания ожижающей среды в объеме слоя изучались многими исследователями. Трудности здесь в основном связаны с тем, что образующиеся в слое (см. рис. 1.27,6) нузыри не имеют правильной формы. Кроме того, по мере роста и подъема пузыря происходит непрерывный приток и отток газовой фазы в его объем. [c.62] Несмотря на сложность процесса движения газа через неоднородный слой, на практике наиболее часто используется простая диффузионная модель — см. уравнение (1.95). Методика измерений перемещивания газа в псевдоожнженном слое также основана на подаче трассера и измерении его концентрации на выходе из слоя. [c.62] Вернуться к основной статье