ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость начала псевдоожижения из "Псевдоожижение твёрдых частиц" В настоящее время в промышленности применяются главным образом процессы с псевдоожижением газами поэтому основное внимание в книге уделено рассмотрению такого слоя с движением пузырей (барботажем) и поршневым режимом. Однако имеются и некоторые другие важные аспекты поведения псевдоожиженных газом систем, которые еще ожидают научного анализа. Ниже приводятся их примеры. [c.22] Явление каналообразования заключается в том, что непропорционально большое количество ожижающего агента проходит через один или несколько отдельных каналов, возникающих в слое. Каналообразование часто наблюдается в слое, содержащем очень мелкие или слипающиеся частицы, склонные к агломерации. [c.22] Фонтанирующий слой можно рассматривать как предельный случай каналообразования, когда псевдоожижающий агент движется через слой преимущественно по одному единственному каналу (обычно по оси потока). Описание фонтанирующего слоя приведено в монографии Лева [60]. [c.22] Число систематических исследований, посвященных влиянию конструкции газораспределительного устройства на поведение псевдоожиженного слоя, весьма невелико, хотя имеется значительное количество заводских данных для различных конкретных процессов. Грос [32] установил, что точка начала псевдоожижения лучше воспроизводится при использовании в качестве газораспределительного устройства пористой плиты, чем при использовании мелкой сетки с отверстиями, соответствующими 300 меш (просвет около 0,05 мм), или перфорированного диска. Роу и Степлетон [104] наблюдали поведение слоя при псевдоожижении газом в аппарате диаметром 305 мм, причем в качестве газораспределительного устройства последовательно применялись колпачковая решетка, конический диффузор и пористая плита. Авторы подтвердили, что пористая плита позволяет получить более равномерное расширение слоя, чем другие распределительные устройства, но способствует движению через слой большего количества пузырей, хотя и более мелких. Они также установили, что конструкция газораспределительного устройства оказывает влияние на поведение слоя почти по всей его высоте. [c.22] Литературные данные по применению препятствий , способствующих более спокойному псевдоожижению, весьма скудны. Уже на самых ранних стадиях изучения псевдоожиженных систем было обнаружено, что вставки (сетки или решетки, размещенные внутри псевдоожиженного слоя) способствуют разрушению пузырей и, следовательно, более спокойному течению процесса. Весьма показательный пример в этом отношении приводят Холл и Крамли [33], наблюдавшие спокойное псевдоожижение в слое высотой более 2 м и диаметром 25 мм . Вставки представляли собой стальные сетки 10 меш (просвет около 1,5 мм), слегка выгнутые в направлении газового потока и укрепленные с интервалом 50 мм на протянутой по оси сосуда вертикальной проволоке. Вставки такого типа препятствуют коалесценции пузырей по всей высоте слоя и исключают поршнеобразование, наблюдаемое в таком слое при отсутствии вставок. [c.23] Псевдоожиженные слои со вставками исследовали также Бек 7], Массимилла и Вествотер [67], Фольк, Джонсон и Стот-лер 120]. Помимо вопросов, связанных с движением пузырей, из их работ можно сделать еще два существенных вывода. [c.23] В настоящее время оптимальная конструкция вставок для каждого конкретного процесса выбирается эмпирическим путем патентная литература по этому вопросу представлена шире, чем научная [44]. [c.23] Сквайре [112] проводит различие между псевдоожижением мелких частиц (размером менее 0,8 мм) и крупных (размером более 1,5 мм). Этот вопрос лишь затронут в данной монографии в основном здесь рассматривается псевдоожижение газом и капельной жидкостью твердых частиц, размер которых не превышает 1,5 мм. [c.23] Аналогичные результаты получены советскими исследователями Аэро-вым, Лукьяновым и Балуевой (см. Зав. Лаб., т. 23, 3, 369—371, 1957), осуществившими процесс псевдоожижения в аппарате диаметром 27 мм с внутренней спиралью при высоте слоя до 3 м. (Прим. ред.). [c.23] Оо представляет собой абсциссу точки С, хотя эта точка не всегда бывает выражена достаточно четко. Эксперимент такого рода может быть проведен в лабораторных условиях, и его результаты с приемлемой точностью распространяются на аппараты промышленного масштаба, работающие в тех же условиях давления и температуры. [c.24] В этом разделе будет рассмотрено движение жидкости через насадку (слой неподвижных частиц) под действием постоянного перепада давлений. [c.24] Для сферических частиц Карман на стр. 14 своей работы [13] приводит для члена, стоящего в квадратных скобках, значения от 162 до 184, что соответствует X между 48 и 51° и является приемлемой величиной для среднего отклонения локальных струй от общего направления потока жидкости. [c.27] Первый член в правой части равенства доминирует при низких значениях критерия Рейнольдса и по существу совпадает по форме с зависимостью Кармана (1.11), но с несколько меньшей численной константой. При высоких значениях критерия Рейнольдса (вплоть до 2000) превалирует второй член, выражающий лобовое сопротивление отдельной частицы. Таким образом, слагаемые в выражении (1.12) характеризуют влияние вязкостных и инерционных сил соответственно. [c.28] В заключение необходимо подчеркнуть, что в этом разделе лишь кратко рассмотрено движение жидкости через неподвижные слои зернистого материала. Для более подробного ознакомления с вопросом читатель отсылается к весьма обширной литературе, в частности к работам Брауна [10], Шайдегера [107], Кармана [13] и Коллинза [15]. Результаты этих работ в связи с перепадом давления в псевдоожиженном слое рассматривал такл е Андерсон [3]. [c.28] В этом разделе рассматривается сопротивление единичного шара в установившемся потоке это сопротивление играет большую роль в процессах псевдоожижеиия — в определении скорости, при которой отдельная частица выносится из слоя ожижающим агентом. [c.28] При высоких значениях критерия Рейнольдса (от 10 до 10 ) величина Сд остается практически постоянной, хотя при превышении Re=10 наблюдается внезапное резкое падение Со, что не является, однако, существенным в аспекте данной монографии. [c.29] Сходство между кривыми для единичной сферической частицы и для слоя насадки на рис. 4 свидетельствует о тесной связи между характером движения жидкости в том и другом случаях. Характер движения в трубе без насадки, положенный в основу анализа течения жидкости через слой насадки в разделе 1.5, а, заметно отличается. В частности, отклонение от прямолинейной зависимости в случае ламинарного режима происходит постепенно между Re l и Re 1000 как для единичной сферической частицы, так и для слоя насадки, а в случае трубы без насадки — резко при Re 2000. Постепенный переход от чисто ламинарного движения происходит благодаря изменению характера потока позади сферы вероятно, подобное изменение наблюдается позади каждого элемента в слое насадки. В результате этого лобовое сопротивление начинает превалировать над пленочным, играя большую роль при высоких значениях критерия Рейнольдса, когда коэффициент лобового сопротивления принимает постоянное значение. [c.29] Если последнее выражение приравнять к предложенному Роу значению 68,5, то получается ео = 0,43, что хорошо согласуется с приведенным ранее значением го(0,4 ч-0,5) для начала псевдоожижения сферических частиц одинакового размера. Следует отметить, что значение ео не очень чувствительно к изменению отношения сЬ/со. Действительно, изменение этого отношения в пределах от 40 до 80 приведет к изменению ео в уже указанных пределах от 0,4 до 0,5. [c.31] Вернуться к основной статье