Слой зернистый Слой зернистый

При рассмотрении модели зернистого слоя как ансамбля последовательно обтекаемых шаров в разделе П. 3 была записана формула для гидравлического сопротивления потоку (П. 52), в которой величину Я(Не) можно рассматривать как коэффициент гидравлического сопротивления одиночного шара в зернистом слое. Интересно также сопоставить гидравлические сопротивления зернистого слоя из гладких шаров и пучка поперечно обтекаемых труб шахматного расположения движение жидкости в последнем случае является примером последовательного внешнего обтекания отдельных цилиндров. Весьма распространенный в технике пучок труб с разбивкой по вершинам равностороннего треугольника и шагом 51 = 1,25 с имеет порозность 8 = 0,418, что близко подходит к нормальной порозности зернистого слоя шаров. Удельная поверхность элементов такого слоя трубчатки ао = 4/с(, а коэффициент формы Ф = 0,67. И действительно, зависимости /э от Квэ [определенных по (И. 59) и (11.60)], рассчитанные [36, 63] для трубчатки и зернистого слоя, очень близки. [c.69]

В стационарном поле концентраций в зернистом слое определяется коэффициент радиальной диффузии. При этом в слое должны находиться постоянные источники вещества (примеси). На рис. III. 4 показаны схемы организации экспериментов при. подаче примеси а) в один из параллельных потоков в зернистом слое б) из точечного источника. [c.93]

Следует отметить, что при движении жидкости (газа) через зернистый слой турбулентность в нем развивается значительно раньше, чем при течении по трубам, причем между ламинарным и турбулентным режимами нет резкого перехода. Ламинарный режим практически существует примерно при Re < 50. В данном режиме для зернистого слоя X = A/Re [ср. с уравнениями (11,91) и (И,112)1. [c.104]

Для сопоставления гидравлических сопротивлении элементов внутри совокупности (шара в зернистом слое и трубки в пучке труб) и в потоке с безгранично удаленными границами важно правильно оценить истинные скорости потока в пучке труб и слое шаров. В первом случае целесообразнее всего относить эту величину к сжатому сечению между трубками, во втором — к сечению в просвете между шарами. Минимальный просвет г )т1п может быть определен по приближенной зависимости, предложенной Лейбензоном [22] г )т1п = 0,625 е . Рассчитав истинную скорость ис = ы/г )т1п по соотношению (П. 52), можно определить коэффициент гидравлического сопротивления Я шара в зернистом слое в зависимости от скорости потока. Соответствующие расчеты были выполнены [36] для слоя из шаров с е = 0,39 и пучка труб с шахматным расположением и расстоянием между трубками 1,25 Аналогичные расчеты были проведены [c.69]

III. Зернистый слой представлен как квазигомогенная среда, допускающая описание процесса теплопереноса в дифференциальных и интегродифференциальных уравнениях, решаемых с учетом граничных условий [17]. Такое представление, на наш взгляд, лучше всего соответствует реальным условиям в зернистом слое, размеры которого достаточно велики по сравнению с размером отдельного зерна. [c.106]

В случае, когда зернистый слой уложен непосредственно на днище аппарата с входным отверстием (рис. 10.21), струя жидкости может растекаться по слою только постепенно, независимо от толщины (сопротивления) слоя. Опыты [142, 1431 показали, что относительная глубина слоя, на которой струя расширяется до поперечного размера аппарата, может быть определена (с точностью до 15 % для любых форм и размеров зерен слоя, а также независимо от условий подвода — центрального или бокового) по приближенной формуле [c.282]

Во взвешенном слое вследствие некоторой неравномерности скорости потока в различных сечениях слоя частицы интенсивно и хаотически перемешиваются внутри слоя. Взвешенный слой зернистого материала называют также кипящим или псевдоожиженным слоем. Подобное наименование возникло потому, что взвешенный слой зернистого материала обладает подвижностью, текучестью, вязкостью, способностью к отстаиванию более крупных частиц и другими особенностями, характерными для жидкостей, да и по внешнему виду он похож на кипящую жидкость. [c.462]

Если зернистый слой состоит из проводящих частиц, то как указывалось выше (стр. 81), рассматриваемые измерения позволяют определить момент перехода слоя в псевдоожиженное состояние. Из-за образования пакетов между погруженными в слой электродами все время возникают и разрушаются проводящие мостики из соприкасающихся частиц и электрическое сопротивление промежутка не равно бесконечности. Колебания измеряемого при этом омического сопротивления промежутка [99], хотя и косвенно, но позволяет оценить степень неоднородности кипящего слоя. [c.84]

Сточную воду подают внутрь фильтра, где она проходит через фильтрующий материал и дренаж и удаляется из фильтра. После засорения фильтрующего материала проводят промывку подачей очищенной водой снизу вверх. При этом зерна загрузки переходят во взвешенное состояние и освобождаются от прилипших частиц загрязнений. Может быть произведена водовоздушная промывка, при которой сначала зернистый слой продувают воздухом для разрыхления, а затем подают воду. Интенсивность подачи воздуха изменяется в пределах 18-22 л/(м с), а воды 6-7 л/(м с). Возможна и трехэтапная промывка. Сначала слой продувают воздухом, а затем смесью воздух-вода на последнем этапе - водой. Продолжительность промывки 5-7 мин. [c.41]

Отличительной особенностью гетерогенно-катали-тических реакторов является наличие твердого катализатора. Различают реакторы с неподвижным и движущимся слоем катализатора. Для подвода или отвода тепла, а также для усиления массопереноса применяют различные режимы псевдоожижения. Эффективным способом ускорения процессов переноса для гетерогенных и гетерогенно-каталитических реакций является пульсационное воздействие на стационарные слои зернистого материала. Гетерогенно-каталитические реакции обычно сопровождаются массопереносом от ядра потока к зерну катализатора и массопереносом внутри зерна, поэтому выявление лимитирующей стадии является сложной задачей при проектировании гетерогеннокаталитических реакторов. Аналогично решаются технические проблемы, возникающие при проведении гетерогенных химических процессов. [c.59]

В последующих опытах для визуализации течения в зернистый слой вводилась специальная гребенка, через которую подавалась краска. Гребенка располагалась на различных высотах зернистого слоя. Довольно отчетливая картина течения была зафиксирована в тех положениях, когда гребенка располагалась в верхних слоях или под слоем катализатора. [c.65]

Песочные фильтры. Наиболее совершенны напорные фильтры со слоем песка или угля. Такой фильтр представляет собой чан, в котором размещены слои гравия или измельченного угля, причем размер частиц в слое уменьшается в направлении от основания слоя вверх. Слои зернистого материала являются фильтровальной средой, на верхнюю часть которой подается исходная суспензия. Фильтрат проходит через ложное дно или перфорированные дренажные трубы, расположенные у основания фильтровальной среды. Фильтр может быть выполнен в закрытом виде и работать под избыточным давлением. [c.183]

Течение жидкости (газа) через пористые вещества происходит подобно течению через слои зернистых твердых веществ. Однако вследствие того, что уплотненное пористое вещество имеет сложную сеть каналов, трудно связать характеристику потока с размером частиц или площадью их поверхности подобно тому, как это делается для слоев зернистых твердых веществ. Тем не менее, общий вид зависимости падения давления от объемной скорости подобен по форме аналогичной зависимости для слоев зернистых твердых веществ, т. е. переход от ламинарного потока к турбулентному происходит постепенно. Следовательно, в эту зависимость должны быть включены факторы. вязкости и инерции. Уравнение для потока несжимаемой жидкости будет иметь вид [c.174]

В последние годы [40, 78] разрабатывается теория движения жидкости в зернистом слое, базирующаяся на статистических методах, используемых в теории изотропной турбулентности для движущейся в свободном объеме жидкости. В работах <[40, 78], а также [79] основное внимание сосредоточено преимущественно на вопросах диффузии в зернистом слое. [c.59]

В условиях течения жидкости б зернистом слое отдельные составляющие коэффициентов диффузии и дисперсии соответствуют указанным выше. Однако то обстоятельство, что пространство, по которому течет жидкость, заполнено плохо обтекаемыми элементами, укладывающимися друг относительно друга в различные геометрические ансамбли, приводит к значительному изменению в соотношениях между отдельными компонентами коэффициентов перемешивания по сравнению, например, с течением жидкости в цилиндрической прямой трубе. Ниже приводятся некоторые общие зависимости по определению отдельных компонентов диффузии и дисперсии в зернистом слое. [c.205]

Коэффициенты продольной дисперсии в нестационарном поле концентраций, связанные с наличием флуктуаций скоростей в зернистом слое. В разделе IV. 1 приведены результаты экспериментального определения флуктуации скорости в зернистом слое. Было показано, что скорости в зернистом слое (исключая пограничную зону у стенок аппарата) распределяются по вероятностному закону (IV. 2), со стандартом флуктуации а для шариков и таблеток-т-по формуле (IV. 3) (при Reg < 10). Этот стандарт флуктуаций приведен к высоте слоя 3d, соответствующей высоте минимального геометрического ансамбля элементов зернистого слоя. [c.214]

Как мы видели в разделе IV. 2, движение газа (жидкости) в неподвижном зернистом слое несколько отличается от схемы идеального вытеснения и необходимо учитывать продольную диффузию и дисперсию. Аналогичные явления должны наблюдаться и в псевдоожиженном слое. Имеются и некоторые существенные отличия. С одной стороны, в псевдоожиженном слое частицы несколько раздвигаются и должны исчезнуть тупиковые и застойные газовые области, ответственные за различие стационарной и нестационарной диффузии в неподвижном слое. С другой стороны, движущиеся частицы в какой-то степени переносят с собой непосредственно окружающую их газовую оболочку (пограничный слой), что является дополнительной причиной обратного перемещивания газа против потока. Впрочем, как показывает опыт [182], этот дополнительный механизм может оказаться существенным практически лишь для зерен, сорбирующих диффундирующую примесь в одних зонах реактора и десорбирующих ее обратно в других участках. Наконец, в псевдоожиженном слое следует еще учитывать перенос определенных порций газа в виде пузырей и массообмен примесью между пузырями и окружающей их псевдожидкостью. [c.316]

При рассмотрении нестационарного во времени процесса переноса тепла в зернистом слое существенно влияние теплоты, затрачиваемой или получаемой потоком газа при изменении температур, вследствие значительной теплоемкости элементов зернистого слоя по отношению к теплоемкости протекающего через слой газа [68]. Специфические эффекты увеличения коэффициентов дисперсии, связанные с неравнодоступностью объемов зернистого слоя (раздел IV. 2), для зернистого слоя значения не имеют вследствие относительно большого значения компонента коэффициента теплопроводности ко/кт, не зависящего от критерия Рейнольдса. При пропускании жидкости через зернистый слой соответствующий компонент, не зависящий от скороста, уменьшается в 5—6 раз (табл. .4), Б области Квэ<50 величина Вг увеличивается в соответствии с зависимостью (IV. 39) [c.365]

Переход неподвижного зернистого слоя в псевдоожиженное состояние при увеличении скорости ожижающего агента совершается не мгновенно, а постепенно. В процессе этого перехода слой содержит полупсевдоожиженные зоны, где в чистом виде не существует ни неподвижный, ни псевдоожиженный слой. В данной области скоростей ожижающего агента диаграммы сдвига весьма чувствительны к очень малым изменениям состояния полупсевдоожижепной системы. [c.232]

На рис. 2.9 представлены результаты расчета по уравнениям (2.16), (2.18) и (2.22) критического расхода струи, обусловливающего пробой неподвижного зернистого слоя, в сопоставлении с опытными данными. Эксперимент проводили на слое частиц полистирола ( э = 2,7 мм) при истечении газа из круглого ( 0 = 6 мм) и полуограниченного круглого ( = 10 мм) сопел и щели размером а х 8 = 100 х 1,8 мм. Высота слоя изменялась от 30 до 180 мм. Расчетные значения бпр определяли для плоской щели при значениях 0 = 25,6°, х = 1,68 и К/=0,6, для круглой струи-при значении С = = 59,9 м , для полуограниченной струи-при значении С = 42 м . Параметры 0, С и С оценивались из единичного опыта при высоте слоя Н = = 50 мм. Как видно из рис. 2.9, опытные и расчетные значения хорошо совпадают между собой. [c.63]

Если уподобить зернистый слой коротким капиллярам, диаметр которых равен длине и соизмерим с диаметром зерна, то тогда по аналогии с тем, что имеет место в трубах на поворотах и изгибах, можно утверждать, что на протяжении слоя в одно зерно большая часть кинетической энергии, накопленной в потоке, переходит в тепло. Следовательно, число Рейнольдса будет пропорционально отношению потерь кинетической энергии к энергии, теряемой вязким потоком. [c.63]

При продувке зернистого слоя восходящи.м потоком воздуха гидравлический напор потока может изменять напряженное состояние слоя за счет ослабления связей во внутренней структуре, изменять или даже разрушать первоначальную структуру, вызывая при этом изменение фрикционных свойств слоя. [c.77]

Некоторые аппараты работают с подвижным зернистым слоем движение газов (реже жидкостей) происходит сквозь медленно движущиеся сверху вниз (под действием сил тяжести) плотные зернистые слои По такому принципу действуют, например адсорберы с движущимся слоем зернистого сорбента (см главу XIV) Гидравлическое сопротивление движущегося зернистого слоя отличается от сопротивления неподвижного вследствие увеличения доли свободного объема слоя при его движении, а также некоторого увлечения газа (или жидкости) движущимся слоем Данные для расчета гидравлического сопротивления подвижных зернистых -слоев приводятся в специальной литературе [c.109]

Изменение структуры потока внутри однородного канала за выходом из зернистого слоя происходит в соответствии с приближением в рамках теории пограничного слоя для условий влияния выходного участка, то есть нуазейлевский профиль восстанавливается на расстоянии 1 м за слоем. Показано отсутствие потока за зернистым слоем (рис. 3, а, б). Этот факт, по-видимо- [c.100]

Нерегулярный зернистый слой можно рассматривать как хаотически изотропную систему, составленную из индивидуальных элементов — зерен, имеющих четко очерченные границы, размеры, форму. Наряду с пористостью, которую можно трактовать как статистическую вероятность обнаружения пустот в произвольной точке объема зернистого слоя, важное значение пмеет средняя площадь миделя зерна по направлению усредненного течения 5 . Метод определения S сводится к вычислению средних проекций прп вращении относительно начала координат ортогональной системы векторов, изображающих проекции зерна на координатные плоскости. В табл. 1 приведены формулы для расчета средней площади миделя зерен некоторых типичных конфигураций. Сечения миделя непроницаемы для текущей среды в направлении осреднеппого движения. В результате ее частпцы движутся по извилистой траекторпп, совершая чередующиеся пробеги вдоль лишш тока усредненного движения и ортогональные к ней в плоскости сечения миделя. [c.135]

Задачу о температурном поле охлаждаемого или нагреваемого неподви7Кного слоя зернистого материала (насадки) сводят к задаче охлаждения или нагревания твердого тела, которое имеет форму аппарата, заполненного зернистым материалом. В этом случае коэф-фициепт теплопроводности тверд(ЗГо тела нринимается равным коэффициенту теплопроводности слоя зернистого материала. Кроме того, при определении значения критерия В необходимо учитывать термическое сопротивление степкп аппарата, пользуясь формулой [c.156]

Теплоотдача к газу, движущемуся через неподвижный слой зернистого материала (насадки). Этот вид теплообмена часто встречается при осуш ествлении процессов химической техники, в частности при проведении каталитических процессов. Для расчета коэффициентов теплоотдачи от стенки к газу, движущемуся через неподвижный слой зернистого материала (насадки), можно рекомендовать критериальные уравнения, предложенные Я. Ф. Е.атищевым [c.157]

Скорость эрозип движущихся частей смесителей зависит от характера смешения и от твердости частиц зернистого слоя. Иногда смешиваемой средой являются такие сильно истирающие материалы, как песок или шлифовочные зерна. В этом случае следует избегать применения смесителей, в которых в ходе процесса появляются большие силы взаимодействия между зернистым слоем и отдельными частями аппарата. К таким аппаратам относятся бегуны и все типы смесителей с движущимися смешивающими устройствами. Наиболее устойчивы к эрозии смесители с вращающейся камерой, особенно барабанные смесители. Часто внутреннюю часть смесителя покрывают облицовкой, предотвращающей эрозию. [c.365]

Расширение псевдоожиженного слоя. Псевдоожижение слоя зернистых материалов сопровождается его расширением — увеличением его объема и порозности е по мере повышения скорости ожижающего агента w. Если объем слоя в неподвижном состоянии равен Уо (порозность Со), а в псевдоожиженном — V (порозность е), то степень расширения слоя составляет VIVa- Однако объем твердого материала V . одинаков в обоих состояниях слоя, поэтому Vt = Vo (1 — о) = V — б), откуда WVo = (1 — [c.86]

Здесь А.Г — коэффициент теплопроводности газа, движущегося через зернистый слой — коэффициент, характеризующий влияние факторов процесса переноса тепла, не зависящих от скорости протекающего газа е — порозность слоя w — скорость газа, отнесенная к полному поперечному сечению слоя d — диаметр твердых частиц, образующих зернистый слой. Множитель Вд зависит от формы и размера частиц, а также от ширины или диаметра зернистого слоя D для DJd > 6 опытол установлено So = 0,053, а для DJd < 6 найдено В = 0,033. Величина зависит от теплопроводности газа к,, и твердых частиц kj, а также от порозности слоя е и может быть найдена на графике (рис. VI-5). [c.278]

Первые три проблемы, связанные с движением пузырей газа в зернистом слое, исследуются для выявления механизма поршневого и канального проскоков газа, нарушающих структуру взвешенного слоя, и из-за ограниченного объема книги подробно рассматриваться не будут. Вопросам образования и движения пузырей газа во взвешенном слое посвящены превосходные работы Роу и Эверетта [35, 43], в которых подробно изложены результаты исследования структуры неоднородных взвешенных слоев с помощью Х-лучей. Роу и Эвереттом было установлено, что средний диаметр пузырька газа описывается линейной функцией от высоты слоя и скорости потока. Выяснен также механизм перемешивания твердой фазы с помощью пузырей (рис. 5-32). Мэррей [35] и многие другие [34] изучали движение пузырей во взвешенном слое, исследуя условия его устойчивости. [c.227]

Анализ большого объема экспериментального материала подтвердил, что сильная неоднородность поля скоростей на выходе потока пз зернистого слоя является одной из главных его особенностей. Второй существенной особенностью потока, проходящего через зернистый слой, можно считать значительное увеличение скорости течения газа с удалением от оси цилиндра. Эта особенность также проявлялась для всех зернистых слоев. Графики рис. 10 иллюстрируют отмеченные выше особенности для слоя из сфер диаметром 2 мм. Эти особенности можно было наблюдать практически нри любой ориентации но углу поворота ф диаметра, по которому проводились измерения (рис. И). Более определенная картина поля потока за осесимметричным зернистым слоем получается в случае усреднения результатов измерений по всей длине концентрических окружностей. Результаты такой обработки данных рис. 11 представлены на рис. 12. Однако и после ус-редпепия рост скорости й с удалением от оси происходит немонотонно. Отчетливо проявляются колебания скорости й с периодом около 30 (порядка одной десятой диаметра цилиндра установки). [c.23]

Исследования, проведенные методом трассера показывают, что продольным перемешиванием в зернистом слое можно принебречь при значениях критерия Ре 100. Однако для кинетической аппаратуры, работающей с разными веществами и в широких пределах режимов такая оценка большей частью затруднительна. Исходя из того, что в зерненном слое обратное смешение не распространяется более чем на 4—5 рядов зерен, и учитывая, что на практике соотношение размер зерна/диаметр реактора = 5 Ч-8, можно принять, что длина кинетического проточного реактора должна составлять не менее 15—20 его диаметров, поскольку при числе зон смешения более 10 аппарат следует рассматривать работающим в режиме идеального вытеснения. [c.189]

Из-за плохого описания пристеночного коэффициента теплопередачи, а также в результате ношх экспериментальных работ по структуре зернистого слоя в трубках стержневые модели в шестидесятые годы получают дальнейшее развитие. Бэддуар и Юн [б1 выделяют пристеночную область шириной порядка поло-ВИНН диаметра зерна, значительно отличающуюся по своим свойствам от остальной области слоя, йх модель соответствует двухслойному цилиндру без контактных термических сопротивлений,на границах - модель Зс. Модель Яги и сотрудников близка к этой [7], но дополнительно учитывает и термическое сопротивление у стенки трубки-модель 2в. Яги с сотрудниками ивиользуют модель 2в только для вывода соотношений, связывающих Ке и со всеми основными механизмами теплопереноса. Таким образом они сводят в расчетном отношении модель 2в к 2а, что значительно упрощает ее применение. [c.591]

Задача о течении вязкой жидкости через уплотненный слой зернистых частиц была исследована с более общей точки зрения Коцени [10] и Карманом [3, 5, 6], которым удалось вывести общее уравнение. Уравнение Коцени-Кармаиа было выведено для течения вязкой жидкости в системе зернистых частиц, причем предполагалось, что эти частицы беспорядочно уложены. Не делалось никаких предположений о размерах отдельных частиц или об их распределении по величине, так что единственным параметром, входящим н уравнение, являлся средний гидравлический диаметр пор, выраженный через пористость и удельную поверхность частиц. [c.299]

Имеется значительное количество опубликованных работ по определению коэффициентов теплообмена в зернистом слое. Результаты определений коэффициентов теплообмена собраны в очень полном обзоре Баркера [ПО], а также в работе В. М. Линдина и Е. А. Казаковой [144, 145]. Значительная часть измерений коэффициента теплопередачи в зернистом слое выполнена при нестационарном во времени поле температур. Поэтому, прежде чем перейти к обсуждению работ по теплообмену, необходимо остановиться на методах замера коэффициентов теплообмена в нестационарном во времени поле температур. [c.412]

Взаимодействие слоя зернистого или кускового материала с потоком встречается очень часто при проведении таких процессов, как фильтрование, экстракция, сушка и др. Большое распространение в последнее время получило проведение различных процессов в кипящем слое, когда зернистый материал находится в псе вдоожиже ином, подвижном состоянии. Благодаря развитию большой поверхности контакта фаз, эти процессы в кипящем слое протекают весьма интенсивно. [c.88]

Размер ячеек в неупорядоченном зернистом слое может быть различным, случаен и способ их соединения между собой следовательно, и скорости потока в разных ячейках будут различными. Усредняя скорость потока на масштабе отдельной ячейки, мы можем ввести понятие средней локальной скорости (или локальной скорости патока), равной отношению характерного размера ячейки к сред-аему времени пребывания потока в данной ячейке. Локальная скорость потока является случайной величиной, принимающей различные значения в разных областях слоя. Если, однако, зернистый слой статистически однороден, то вероятность обнаружить то или иное значение локальной скорости не зависит от пространственного положения ячейки. Помимо того, в статистически однородном слое локальные скорости потока в соседних ячейках являются (с хорошей степенью точности) статистически независимыми. [c.217]

Пример 20-2. Определить продолжительность адсорбции паров бензола из воздуха в адсорбере диаметром О = 2,5 м с неподвижным зернистым слоем адсорбента при начальной концентрации паровоздушной смеси У = 0,02 кг1кг воздуха. Адсорбент—активированный уголь с насыпной массой Ри = 550 кг1м . Высота слоя угля в аппарате Н = 1,1 м, свободный объем слоя е = 0,375, удельная поверхность адсорбента f = 1630 м /м [c.727]