ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетическое состояние лсевдоожиженной системы и некоторые ее физические свойства из "Основы техники псевдоожижения" Иж — средняя скорость движения молекулы. [c.367] При малой скорости движения ожижающего агента через неподвижный слой сыпучего материала его частицы не перемещаются поступательно одна относительно другой, хотя не исключено их колебательное движение. В этом отношении состояние неподвижного слоя аналогично состоянию твердого тела. Полное отсутствие потока ожижающего агента характеризуется полной неподвижностью частиц, что соответствует состоянию тела при температуре абсолютного нуля. При скорости ожижающего агента, достаточной для начала псевдоожижения, частицы получают возможность поступательно перемещаться неподвижный слой плавится , переходя в псевдожидкость. Подобно плавлению твердого тела, сопровождающемуся определенной затратой энергии (теплота плавления), псевдоожнжение слоя зернистого материала требует определенной удельной затраты энергии на переход от неподвижного слоя к псевдоожиженному при этом наблюдается изменение ориентации твердых частиц в системе, преодолевается сцепление частиц, происходит некоторое первоначальное расширение слоя, иаиример, от ео аО,4 до ео 0,44—0,47. [c.367] Для математического описания энергетического состояния псевдоожиженного слоя рассматривают [557, 661] некоторый объем. [c.367] Из выражения (X. 6) видно, что в действительности величины Гр и Oq изменяются со скоростью w, хотя и не очень значительно (в частности, Ге обратно пропорционально V —е). Таким образом, в действительности не соблюдается прямая пропорциональность ,(ии. и w в более общем виде зависимость для к . = Шчй /2 выражается уравнением (X. 5). [c.368] математический анализ подтверждает, что для псевдоожиженного слоя параметром, аналогичным температуре капельной жидкости, является скорость ожижающего агента. Иными словами, для капельной жидкости характерно поле температур, а для псевдоожиженного слоя — поле скоростей ожижающего агента. [c.368] Заметим, что в тех случаях, когда энергетическим источником движения частиц является не поток ожижаюнхего агента, аналогом температуры может быть какой-либо иной параметр (например, лроизведение амплитуды вибратора на частоту при механическом псевдоожижении). [c.368] Проведенное энергетическое сопоставление псевдоожиженных систем и капельных жидкостей позволяет предположить, что некоторые физические свойства псевдоожиженного слоя с увеличением скорости ожижающего агента будут претерпевать такие же изменения, как соответствующие параметры жидкости с изменением температуры. [c.369] Рассмотрим в этом аспекте некоторые свойства псевдоожиженных систем и капельных жидкостей. [c.369] Использование безразмерной скорости U для описания процессов в псевдоожиженном слое является, видимо, более оправданным, чем широко распространенного числа исевдоожижения W, так как с помощью U более полно фиксируется рабочее состояние системы в границах ее существования. [c.369] Выражение расширения псевдоожиженного слоя в виде степенного ряда, сходного с (Х.9), является, конечно, внешним признаком аналогии. Однако примечателен тот факт, что термический коэффициент расширения Рж капельной жидкости обратно пропорционален абсолютной температуре плавления Т ,, а скоростной коэффициент расширения Рпс псевдоожиженного слоя — скорости начала псевдоожижения Такое совпадение свидетельствует о более глубокой аналогии между свойствами этих двух систем. [c.370] Нам представляется вероятной возможность описания расширения псевдоожиженного слоя уравнением состояния, аналогичным уравнениям состояния для капельных жидкостей (например, уравнению Ван-дер-Ваальса), причем роль температуры должна играть скорость ожижающего агента. [c.371] Вязкость капельной жидкости определяется ее физико-химическими свойствами. С ростом величины молекулы, т. е. с уменьшением ее подвижности при данной температуре, вязкость увеличивается, что особенно наглядно проявляется при рассмотрении гомологических рядов углеводородов (алканов, алке-нов, цикланов и т. д.). Полную аналогию в этом отношении представляет псевдоожиженный слой, вязкость которого при данной скорости ожижающего агента возрастает с увеличением размера и удельного веса частиц и находится в зависимости от таких свойств, как форма и состояние поверхности частиц. [c.372] При небольшой скорости, как известно, поток газа барботирует через слой маловязкой капельной жидкости в виде мелких пузырей. С увеличением вязкости жидкости размер пузырей нарастает, причем в узких трубках пузыри могут занять все поперечное сечение. Аналогичная картина наблюдается ири псевдоожижении. В слое из мелких частиц газ барботирует в виде мелких пузырей с увеличением размера частиц (т. е. в более вязких псевдожидкостях) размер пузырей увеличивается [167, 247, 344, 392, 642, 758]. Высказанные положения иллюстрируются на рис, Х-5. [c.372] В выражении (X. 13) ул и ув —удельные доли компонентов А и В, составляющих смесь, а р,л и рв — вязкости индивидуальных псевдоожиженных систем, состоящих из чистых компонентов А и В, при скорости ожижающего агента, для которой рассматривается вязкость бинарной псевдоожиженной смеси. Заметим, что уравнение (X. 13) легко получить из (X. 11), (X. 12) и (X. 126) приусред-нении энергий активации (вязкостного барьера Е). [c.373] Применительно к псевдоожиженному слою величина Упл. в последнем уравнении должна быть заменена объемом слоя в момент начала псевдоожижения. Графическое изображение зависимости (X. 14) для псевдоожижения воздухом поливинилацетатных шариков представлено на рис. Х-6. Постоянная величина Уо в числителе абсциссы, естественно, не вносит искажения в рассматриваемую зависимость. [c.374] Аналогично может быть выражена [557] средняя скорость движения частице псевдоожиженном слое, если заменить величины Е и RT ъ уравнении (X. 15) соответственно величинами Eue и W. [c.374] Коэффициент диффузии капельной жидкости пропорционален отношению Tin, где Т — абсолютная температура, а для псевдоожиженного слоя — отношению wIhs [557]. Естественно, что эта пропорциональность имеет смысл при 7 7 цл. и w wq. [c.374] При неизменной скорости ожижающего агента w (или неизменной величине Т) системам с более мелкими частицами (меньшими молекулами) соответствует большее значение коэффициента диффузии. Как в капельной жидкости, так и в псевдоожиженном слое коэффициент диффузии (молекул или частиц) возрастает с увеличением температуры или скорости ожижающего агента. [c.374] Заметим, что при изучении явления перемешивания твердой фазы в псевдоожиженном слое (т. е. при определении таких эффективных характеристик, как теплопроводность, температуропроводность, вязкость, коэффициент диффузии) многие исследователи базируются на дифференциальных уравнениях из теории капельных жидкостей — см., например, работы [27, 58, 181, 395, 533], а также главу VI. [c.375] Вернуться к основной статье