ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Струя в псевдоожиженном слое из "Струйное псевдоожижение" С началом истечения над соплом образуется (рис. 1.6) вытянутая каверна, размеры которой увеличиваются (вплоть до достижения высоты, близкой к максимальной высоте факела Уф) за время, приближенно равное или несколько превосходящее половину полного времени образования пузыря газа [6]. До этого момента форма факела весьма регулярна и близка сначала к конусообразной-в нижней части факела, а затем к эллипсоидной-в верхней его части (рис. 1.6, а). Далее начинается расширение головной части растущего факела и развитие на ней перетяжки , отделяющей эту часть от нижней конусообразной части каверны (рис. 1.6,6-г). [c.13] Остаточный факел развивается в дальнейшем по прежней схеме с образованием нового пузыря и т.д., т.е. происходит своеобразный нестационарный периодический процесс, особенно регулярный в случае, когда объем остаточного факела и скорость истечения струи не слишком велики. При больших скоростях истечения и /и 10) регулярность несколько нарушается вследствие проникновения газа из нового развивающегося факела в пузырь, образовавшийся в предыдущем цикле, т.е. в результате частичной подпитки этого пузыря газом новой струи. Как следствие, в этом случае наблюдается хаотический разброс объемов последовательно образующихся пузырей относительно среднего значения. [c.14] Совершенно ясно, что проникновение газа из развивающегося факела в пузырь возможно, если начальная скорость подъема пузыря сравнима со скоростью продвижения верхней границы каверны в первой фазе цикла (или меньше ее). Тогда прослойка между пузырем и каверной начинает утончаться, ее гидравлическое сопротивление потоку фильтрующегося газа уменьшается, и создаются условия для предпочтительного прорыва газа вверх. В частности, при постоянном расходе газа в струе бо = (при постоянных объеме и скорости образующихся пузырей) подпитка пузырей должна облегчаться при уменьшении площади соплового отверстия 5, т.е. при увеличении начальной скорости струи С/о, что и наблюдается в действительности [1, 4, 7-25]. [c.14] Таким образом, в области над сужением возникает интенсивная циркуляция частиц с нисходящим движением в сравнительно узкой приповерхностной зоне и с восходящим движением в ядре струи. Такая циркуляция напоминает вихревые движения, наблюдаемые при вдуве струи газа в неподвижный зернистый слой. Это не удивительно, так как в обоих случаях циркуляция вызвана одними и теми же физическими причинами. Единственное отличие заключается в том, что при вдуве в неподвижный слой область циркуляции (а также сама каверна) ограничена снаружи неподвижным зернистым материалом, а при вдуве в псевдоожиженный слой-сползающим вниз материалом дисперсной фазы. При высоких числах псевдоожижения визуально наблюдается непрерывный переход от частиц, участвующих в такой циркуляции внутри каверны, к частицам, движущимся в составе дисперсной фазы, и понятие о четкой границе каверны становится несколько условным. Направление движения частиц в каверне и в плотной фазе слоя изображено стрелками на рис. 1.6. [c.15] Гидравлические силы, действуюпдае на частицу у стенок верхней части каверны со стороны эжектируемого потока газа, способствуют оттеснению дисперсной фазы в направлении от центра струи и соответствующему рас-щирению этой части каверны. При этом, в отличие от ситуации в нижней части, где имеются условия, необходимые для установления динамического баланса частиц, поступающих в струю и подводимых к ее поверхности за счет движений в плотной фазе, в области над сужением такой баланс может иметь место лишь вблизи верхней части купола факела, куда частицы из струи поступают беспрепятственно. К боковым стенкам купола частицы из струи практически не подводятся, так что их баланс здесь нарушается, и наблюдаемое боковое расширение верхней части факела находит свое естественное объяснение. [c.15] Очевидно, что скорость газа у вершины купола составляет порядка Q h (где б-некоторое неизвестное эффективное значение потока газа в струе с учетом его инжекции и эжекции) и должна быть близка к скорости витания частиц 17в- Если бы эта скорость была значительно меньше и , то наблюдалось бы ссьшание частиц с перемещением видимой границы купола вниз если бы она была значительно больше то происходило бы дальнейшее развитие купола, т.е. перемещение его фронтальной границы вверх. [c.15] Приведенные рассуждения находятся в хорошем соответствии с наблюдениями (рис. 1.7) станойится понятным также, почему отрыв пузыря происходит лишь при достижении горизонтальным размером каверны 2Ь значения, близкого к h. [c.16] Увеличение порозности плотной фазы способствует увеличению эжекции газа из струи и, следовательно, понижению давления в каверне. В то же время увеличение порозности слоя облегчает проникновение в факел частиц слоя. Увеличение массы ускоряемых частиц приводит к большей потере импульса струи и, как следствие, к повышению давления в каверне и результирующему понижению области сужения факела. Аналогично объясняется и зависимость течения от размера и плотности частиц. [c.17] Как отмечалось выше, поступающие в факел частицы подхватываются потоком газа и выносятся им в верхнюю часть каверны. При этом восходящее движение частиц имеет безвихревой характер, а их распределение по сечению струи зависит главным образом от инерционности частиц и площади сечения. Так, мелкие частицы, поступающие в сравнительно широкую струю, выносятся вверх преимущественно в слое, примыкающем к стенкам каверны. При уменьшении диаметра частиц уменьшается их число в ядре струи, т.е. понижается давление в каверне. С другой стороны, уменьшение диаметра частиц приводит к ослаблению эжекции и, следовательно, к некоторому повышению давления в каверне, которое компенсируется снижением давления, связанного с меньшей потерей импульса на движение частиц. В результате с уменьшением диаметра и плотности частиц область сужения факела смещается вверх. Напротив, достаточно крупные частицы, хотя и способствуют эжекции, проникают в центральную область струи (если, конечно, последняя не слишком широка) и образуют жгут , локализованный по оси или плоскости симметрии струи. Следовательно, давление в каверне тем выше, чем тяжелее ускоряемые труей частицы жгута, т. е. область сужения факела с увеличением размера чи плотности материала частиц смещается вниз. [c.17] Вернуться к основной статье