ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Неоднородность слоя из "Катализ в кипящем слое Издание 2" Неотъемлемым свойством взвешенного слоя в системе Г — Т при низких давлениях газа является его неоднородность, т. е. неравномерность распределения концентрацин твердых частиц по объему слоя. [c.16] Характер изменения р и б по высоте К (текущей) слоя песка с размерами зерен 200 мкм в аппарате диаметром 435 мм в зависимости от начальной высоты слоя при постоянной скорости приведены па рис. 1.6. [c.17] Измерение пульсаций плотности слоя под давлением до 22 МПа (220 кгс/см ) показывает, что с увеличением давления степень неоднородности слоя ухменьшается [120]. На рис. 1.7 приведены результаты таких измерений для различных чисел взвешивания IV = ш/шр. [c.17] мм 1 — 100 2 — 200 3 — 400. Кривая 4 — плотность неподвижного слоя. [c.17] Отмечается [31, 68], что причиной нултьсации плотности являются пузыри. Наиболее наглядное представление о структуре слоя дают наблюдения за ним в так называемой плоской или двухмерной модели [35, 87, 311]. Особенность этой модели состоит в том, что один из размеров сечения слоя мал, вследствие чего имеется возможность наблюдать характер внутренней структуры слоя. Схема установки с плоской моделью приведена на рис. 1.8, а кадры киносъемки в этой модели слоя катализатора окисления ЗОз с размерол частиц 0,75 мм — на рис. 1.9. [c.17] Кадры киносъемки показывают, что неоднородность слоя вызвана пузырями, почти не содержащими частиц отчетливо видна граница между пузырем и плотной частью слоя. Этого не показывают датчики, помещаемые в слой, так как, вероятно, структура слоя искажается датчиком. [c.17] Слой в пузырчатом режиме представляется по наблюдениям в следующем виде. Над газораспределительной решеткой имеется зона слоя, характер структуры и высота которой определяется конструкцией газораспределительного устройства. Здесь возможно образование неустойчивых пустот, чем и объясняется более низкое значение средней плотности и большие ее пульсации в сравнении с основной частью слоя (сы. рис. 1.6). Над зоной действия газораспределительной решетки располагается зона зарождения пузырей. От места зарождения пузыри двигаются вверх по слою. Часть из них сливается с другими, некоторые исчезают. [c.20] По мере прохождения по слою нузыри растут, а число их уменьшается. Увеличение размеров пузырей происходит в основ-Н0Д1 за счет притока газа из плотной части слоя, при одновременном уменьшении ее порозности [33, 35]. Кроме того, возможно слияние отдельных пузырей. На рис. 1.10 приведены зависимости изменения горизонтальных размеров отдельных пузырей dn но мере прохождения их по слою в плоской модели с разме ром в плане 300 X 15 мм. [c.20] Расстояние центра пузыря над газораспределительной решеткой А в разные промежутки времени определяется скоростью движения пузырей ги . Изменение к в зависимости от времени для отдельных пузырей приведено на рис. 1.11. Обращают на себя внимание малые изменения наклона приведенных кривых, что говорит о примерном постоянстве средней скорости подъема пузырей по высоте слоя. На выходе из слоя пузыри имеют максимальный размер, число их минимально. Число зародившихся и выходящих с поверхности пузырей, высота их зарождения над газораспределительной решеткой, размер по мере прохождения по слою и скорость движения зависят от скорости газа, высоты слоя и размера частиц. Отмечается [35, 129, 280], что и для отдельных пузырей имеют разброс значений, но распределение их чаще всего близко к нормальному. [c.20] Степень неоднородности свободного слоя, т. е. размер пустот, определяется скоростью газа, высотой слоя, размерами частиц и газораспределительным устройством. Способом изменения структуры слоя, возможностью управлять ею является размещение в слое различных малообъемных насадок, или создание так называемого организованного кипящего слоя (ОКС). Иногда такой слой называют заторможенным. В качестве насадок используют спирали, сетчатые цилиндры, кольца, сетки, перфорированные решетки и т. д. [c.21] Качественно характер структуры в плоской модели переносится на объемную. Такую возможность подтверждают измерения локальной плотности в объеме слоя наблюдения за поверхностью слоя в плоской и объемной моделях рентгеновские снимки слоя в объемной модели [203, 315]. Теоретически показана количественная разница в потоках газа и твердых частиц при наличии пузырей в плоской и объемной моделях [87], вытекаюш ая из различия характера потоков в них объемный, трехмерный поток в объемной модели и плоский, двухмерный в плоской. Попутно необходимо заметить, что стенкам объемной модели в плоской соответствуют стенки, образуюпще большой размер сечения, но ве малый. [c.23] Насадка делает пустоты мельче, число их растет. Это отражается на характере изменения АР,. На рис. 1.15 приведены для сравнения осциллограммы свободного и организованного слоя, в котором располагается спиральная насадка, при одинаковых Яо, Aw и d. Средние значения перепада давления АР остаются одинаковыми для свободного и организованного слоев, т. е. мало-объемная насадка не изменяет сопротивления слоя но слой с насадкой имеет очень малые амплитуды колебаний при существенном возрастании частоты пульсаций [130]. [c.27] Зависимость от Aw в объемной модели диаметрами 0,55 и 0,15 м для свободного слоя и слоя с насадкой из сетчатых пластин [131] приведена на рис. 1.16. Экспериментальные данные tj = / (Aw) представлены ломаными кривыми. Характерно, что первый перелом наблюдается при Аи = 0,2 м/с. Как отмечено выше, этому значению Aw соответствует переход от пузырчатого режима к агрегатному. Другие переломы можно объяснить образованием такой структуры слоя при высоких скоростях, когда имеются устойчивые пути преимущественного движения газовых пустот. [c.27] Показано, что пульсации перепада давления коррелируются с пульсациями ПКФ и газонаполнения [129]. Для этого выполнена синхронная киносъемка плоской модели и экрана осциллографа, куда подавался сигнал от тензодатчика перепада давления. Результаты измерений для пузырчатого режима в свободном слое приведены на рис. 1.17. Такое же соответствие имеется и в агрегатном режиме. Можно предположить, что пульсации перепада давления служат простой количественной мерой неоднородности слоя. [c.27] Агрегатный режим мало изучен, поэтому при разработке модели слоя рассматривают главным образом пузырчатый режим. [c.27] Вернуться к основной статье