Псевдоожиженный слой с капельной жидкостью

Поведение ПС во многом сходно с поведением капельной жидкости — говорят об их аналогии. Псевдоожиженный материал текуч (легко перемещается под уклон) его свободная поверхность в поле сил тяжести — горизонтальна интенсивность теплообмена с расположенной в нем поверхностью — весьма высока (как в жидкостных системах, в отличие от газовых) он следует законам плавания тел. Многие его свойства описываются уравнениями, установленными для жидкостей. Аналогия псевдоожиженного слоя и жидкости (в более общем аспекте — дисперсных систем и сплошных сред) обусловлена их статистической общностью в обоих случаях мы имеем дело с множеством молекул или частиц. Если свойства жидкости изменяются с температурой, то свойства дисперсных систем — со скоростью ОА. В этом смысле скорость начала псевдоожижения может трактоваться как аналог температуры плавления, а скорость уноса — как аналог температуры кипения тогда неподвижный слой есть "твердое тело", псевдоожиженный — "жидкость", а унос — "паровая фаза". Подход к псевдоожиженному слою и другим дисперсным системам по аналогии со сплошными средами весьма плодотворен он позволяет осуществить с псевдоожиженным ТМ ряд процессов, успешно реализованных с жидкостными системами в свою очередь дисперсные системы иногда могут служить удобными теоретическими и экспериментальными моделями сплошных сред. [c.227]

Укажем и на некоторые другие отличия псевдоожиженного слоя от капельной жидкости. Таким отличием является сжимаемость псевдоожиженных систем капельная жидкость практически несжимаема. Более того, эти системы в определенных отношениях различаются качественно. Здесь можно назвать анизотропность исевдоожиженных систем, установленную, в частности, именно для достаточно однородного слоя [223]. На анизотропность псевдоожиженного слоя указывают также данные по температуропроводности псевдоожиженных систем в различных направлениях [177, 182]. Явление анизотропности характерно для ряда кристаллических тел, но не для ньютоновских капельных жидкостей. [c.401]

Авторы, воспользовавшись аналогией между псевдоожиженным слоем вблизи начала псевдоожижения и капельной жидкостью, применили законы движения пузырей и капель в двухфазных системах газ — жидкость и жидкость — жидкость к псевдоожиженным системам. Рассматривая потенциальное (безвихревое) движение пузыря в невязкой псевдожидкости, они предложили теоретическую зависимость для расчета скорости подъема пузырей. В дальнейшем Дэвидсону и Харрисону удалось получить теоретическое соотношение, позволившее оценить максимально возможный размер пузырей ожижающего агента в псевдоожиженных системах, и показать, что различие между однородным и неоднородным псевдоожижением в сущности определяется именно размером этих пузырей. [c.8]

Приняв определенную модель движения пузырей, авторы вынуждены рассматривать псевдоожиженный слой как жидкость, вязкостью которой можно пренебречь, что вряд ли соответствует действительности. Отметим также категоричность утверждения авторов об отсутствии поверхностного натяжения на границе между пузырем и непрерывной фазой. Некоторые свойства псевдоожиженных систем, например, относительно устойчивые вздутия при выходе пузыря с поверхности слоя, определенно указывают на наличие в псевдоожиженных системах сил, аналогичных поверхностному натяжению в капельной жидкости. [c.9]

Наличие барботажа крупных пузырьков газа через псевдожидкость и местных газовых фонтанов затрудняет аналитическое определение весовой концентрации катализатора при этом режиме. Если для упрощения задачи в первом приближении пренебречь барботажем и фонтанированием газа (что в итоге приведет к занижению расчетных значений Ьк), можно найти соответствующее ориентировочное решение, вполне точное только при псевдоожижении пыли капельными жидкостями, т. е. при суспендировании. Исходным условием для составл,ения расчетных уравнений суспендированного и кипящего слоя является постоянство количества катализатора, содержащегося в реакторе, т. е. [c.166]

Если текущей средой является капельная жидкость, то частицы могут быть все время отделены друг от друга слой оказывается однородным (однородное псевдоожижение). [c.254]

Образование газовых пузырей сходно с кипением капельной жидкости в двух аспектах движение твердых частиц соответствует молекулярному движению жидкости, а их унос — процессу испарения жидкости. Вопросы аналогии, между псевдоожиженным слоем и капельной жидкостью разрабатывались Гельпериным и Айнштейном и подробно изложены в главе XI роль температуры в этой вполне очевидной аналогии i играет скорость газа. Псевдоожиженный слой, содержащий большое число явно выраженных пузырей, часто называют кипящим слоем [c.122]

Эта картина не совсем точна пузыри, прорывающие поверхность псевдоожиженного слоя, лопаются (как и в капельной жидкости), обусловливая выброс ( брызги ) твердого материала в пространство над слоем. — Прим. р/ д. [c.136]

Если исходить из аналогии между капельными жидкостями и псевдоожиженными системами, то уравнение в форме (IV,1) более пригодно, чем уравнение (IV,2). Дело в том, что в псевдоожиженном слое объем не может быть просто измерен кроме того, известно, что в слое наблюдаются колебания геометрической [c.139]

Радиус и скорость пузыря в двухмерных слоях легко точно измерить, но таких данных, по-видимому, недостаточно для предсказания поведения трехмерного пузыря. Хорошо известно что при одинаковом фронтальном радиусе двух- и трех- мерные пузыри имеют неодинаковую скорость подъема в капельной жидкости есть все основания предполагать, что такая же разница существует и в случае псевдоожиженного слоя. [c.142]

Представленная картина не совпадает с нарисованной для капельных жидкостей возможно, что и в случае твердых частиц образование кильватерной зоны вызвано силами Бернулли. Кроме того, в псевдоожиженном слое существенную роль может также играть поток ожижающего агента через основание пузыря, способствующий образованию вогнутой нижней границы. Не исключено, что этот поток является одной из причин несовпадения кильватерного угла пузыря при его движении в капельной жидкости и псевдоожиженном слое. — Прим. ред. [c.152]

Поскольку псевдоожиженный слой по свойствам напоминает капельную жидкость, для определения его реологических характеристик могут быть использованы некоторые стандартные [c.228]

Чтобы отразить влияние свойств твердых частиц в уравнении течения, применительно к псевдоожиженному слою может быть использована дырочная теория капельной жидкости. [c.243]

АНАЛОГИЯ МЕЖДУ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ И КАПЕЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ [c.475]

Избыточные давления псевдоожиженного слоя ( р ) столба капельной жидкости ( Р2 ) выражаются аналогично [c.475]

Сходство ряда явлений в капельной жидкости и псевдоожиженном слое обусловлено аналогией в энергетическом состоянии этих систем. Мерой кинетической энергии молекул жидкости (масса молекулы средняя скорость является, как известно, ее температура [c.476]

На рис. Х1-1 иллюстрируется применимость к псевдоожиженному слою теории свободного объема. Если для капельной жидкости [c.477]

Некоторые поверхностные явления в псевдоожиженном слое можно трактовать в аспекте аналогии с поверхностным натяжением капельной жидкости набухание слоя перед образованием фонтана в конических аппаратах, вздутия на свободной поверхности уровня над поднимающимся газовый пузырем (и, конечно, форма последнего), капиллярные явления в псевдоожиженном слое Имеется прямое указание что верхняя и нижняя границы слоя обладают эффективным поверхностный [c.479]

Рассмотренные поверхностные явления обусловлены гидродинамическим воздействием потока на слой. Отрыв единичной частицы или группы частиц от межфазной поверхности в определенном диапазоне скоростей С/ энергетически невыгоден Возникаюш ие силы взаимодействия частиц относительно невелики (разумеется, много меньше межмолекулярных сил в капельной жидкости), поэтому невелико поверхностное давление, относительно высок скоростной коэффициент объемного расширения, заметна сжимаемость псевдоожиженного слоя. При высоких степенях расширения, когда частицы удалены одна от другой, силы взаимодействия (а с ними и эффективное поверхностное натяжение) резко понижены, и упомянутые выше явления вырождаются. [c.480]

Экспериментальные данные в этих координатах хорошо совпадают с кривой Рэлея (рис. ХТ-12), что свидетельствует об аналогии псевдоожиженного слоя и ньютоновских жидкостей. Аналогия в движении мелких шаров в капельной жидкости и псевдоожиженном слое отмечается и в других работах , в случае крупных шаров проявляется влияние стенок сосуда. При [c.491]

По аналогии с капельной жидкостью, расход псевдоожиженного материала Qs нри истечении через малое отверстие в тонкой боковой стенке нри постоянной (и достаточно большой) высоте слоя над ним (Н) выражается уравнением [c.493]

Заметим, что не только уравнения для жидкостей пригодны для описания отдельных явлений в псевдоожиженном слое, но и некоторые закономерности последнего можно использовать для изучения ряда явлений в капельных жидкостях Примером может служить расчет скорости захлебывания в насадочных колоннах на основе аналогии между псевдоожижением и захлебыванием (в обоих случаях давление газового потока уравновешивает зависающий слой). Заметим, что по аналогии с захлебыванием можно трактовать и поршневой режим псевдоожижения. Другой пример — оценка характера изменения температур [c.493]

Из рис Х1-1 и Х1-2 видно, что аналогия между капельной жидкостью и псевдоожиженным слоем ограничивается степенью расширения последнего не более 1,5 и числами псевдоожижения не выше 4—4,5, когда газ движется через слой без значительного образования пузырей. Последние в одних псевдоожиженных системах возникают нри скоростях С/ ь, весьма близких к скорости начала псевдоожижения а в других — при заметно пре- [c.494]

Другое отличие псевдоожиженного слоя от капельной жидкости состоит в его сжимаемости " . [c.495]

Кроме некоторых количественных отличий псевдоожиженного слоя от капельной жидкости, существуют и к а -чественные отличия этих систем. Можно например, указать на анизотропность псевдоожиженных систем (в вертикальном и горизонтальном направлениях, по ходу ожижающего агента и в обратном направлении). [c.495]

Vm — объем капельной жидкости в точке плавления Fe — объем капельной жидкости в критической точке Vmf — объем псевдоожиженного слоя при минимальном псевдоожижении [c.496]

Фото Х1П-2. Кинограмма потоков вблизи трубы, погруженной в двухмерный слой, псевдоожиженный капельной жидкостью. [c.758]

В одной из ранних работ для качественной характеристики физического состояния системы были введены термины однородное и неоднородное псевдоожижение. Пусть при повышении скорости ожижающего агента слой может непрерывно расширяться за счет равномерного увеличения промежутков между частицами до тех пор, пока в аппарате не останется единичная частица в этом случае говорят об однородном псевдоожижении. Если, наоборот, при скоростях, превышающих скорость начала псевдоожижения, о жижающий агент движется через слой в виде пузырей (примерно так же, как газ через слой жидкости), то псевдоожижение называют неоднородным. Различие между неоднородным и однородным псевдоожижением легко продемонстрировать, сравнивая поведение слоя стеклянных шариков размером около 0,5 мм, псевдоожижая их воздухом или водой. В нервом случае псевдоожижение будет неоднородным, во втором — однородным. В общем, различие между однородными и неоднородными системами обусловлено разницей в свойствах капельных жидкостей и газов. Последующие работы показали, однако, что в некоторых особых условиях (например, для систем вода — вольфрамовые частицы ) неоднородное псевдоожижение наблюдается в системах жидкость — твердые частицы и, наоборот, для систем газ — твердые частицы (например, ожижение пластмассовых микросфер сжатой двуокисью углерода ) характерно однородное псевдоожижение. [c.24]

Образование газовых пузырей является наиболее поразительным свойством псевдоожиженного слоя с газообразным ожижающим агентом. Это явление легко обнаруживается при визуальном наблюдении и достаточно хорошо извест,но. Кроме особых случаев foHu будут рассмотрены позднее), при псевдоожижении газом всех зернистых материалов возникают пузыри, как и при кипении капельной жидкости. Интенсивность этого процесса возрастает с повышением скорости газа. При увеличении последней все большее числа частиц уносится из слоя, а по достижении предельной скорости витания (т. е. скорости уноса наиболее крупных частиц) полностью уносится весь слой. [c.122]

Пузыри в псевдоожиженном слое во многих отношениях очень похожи на большие газовые пузыри в капельной жидкости, хотя в деталях имеется существенная разница. Пузыри принимают определенную или предпочтительную форму, которая изменяется от неглубокой чаши со сферической лобовой частью до почти полной сферы. Форма пузыря, как и в капельных жидкостях, сильно искажается вблизи стенок аппарата и разных деталей внутри слоя, а также в процессе разрушения и коалесценции пузырей. Последние почти не содержат твердых частиц, за исклю-чениел пальцев , спускающихся с крыши пузыря и частиц из кильватерной зоны в его основании. [c.133]

Гораздо большие деформации наблюдаются при сближении пузырей друг с другом, со стенками аппарата или поверхностями деталей внутри слоя. В этом отношении пузыри ведут себя в псевдоожиженном слое примерно так же, как в капельной жидкости. Невозможно исчерпываюш е описать искажения, вызываемые стенками аппарата или деталями внутри слоя, но, в основном, их обычно можно представить по аналогии с пузырями в капельной жидкости. [c.135]

Подобно газовым пузырям в жидкости, в псевдоожиженном слое пузыри стремятся удлиниться при приближении к поверхности, так что измерения, сделанные сверху, могут привести к систематическим ошибкам. Кроме того, диаметр вспучивания поверхности при подходе пузыря (см. фото IV- ) не обязательно совпадает с диаметром пузыря. В псевдоожиженном слое пузыри разрушаются не под действием сил поверхностного натяжения, как газовые пузыри, достигающие свободной поверхности капельной жидкости, а преимущественно в результате обрушения твердых частиц с крышЕГ нузыря в образующийся кратер . [c.136]

Дэвидсон и Харрисон предложили простую теорию стабильности пузырей, предсказывающую, в частности, существование минимального размера стабильного пузыря и позволяющую оценить порядок его величины. Вкратце теория предполагает, что при скорости потока сжижающего агента, превышающей скорость витания твердых частиц, последние будут захватываться из кильватерной зоны нижней частью нузыря и разрушать его. Нельзя отрицать возможность разрушения пузырей по такой схеме однако авторы предполагают (по аналогии с пузырями в капельной жидкости), что скорость ожижающего агента имеет тот же порядок величины, что и скорость пузыря. Как будет показано ниже, в псевдоожиженном слое с барботажем пузырей скорость ожижающего агента имеет тот же порядок, что и скорость начала псевдоожижения (примерно 311 ), и не зависит от скорости пузырей . [c.138]

Пузыри, поднимающиеся в псевдоожиженном слое, окружены ламинарно обтекающими их твердыми частицами подобно тому, как это происходит при подъеме их в обычной капельной жидкости. Движение такого типа обязательно сопровождается перемещением вверх твердых частиц, расположенных вдоль вертикальной оси траектории пузыря, и соответствующим опусканием остального твердого материала. Кроме того, пузыри несут в кильватерной зоне (определяющей их форму) твердые частицы находящиеся в основании сферы. Кильватерная зона по мере движения нузыря обменивается частицами с остальньпи слоем и в конечном итоге оставляет их на свободной поверхности при ее прорыве пузырем . Такой основной механизм перемешивания твердых частиц, и обычно здесь полностью отсутствует диффузия отдельных частиц. [c.147]

От указанных недостатков в значительной мере свободен частотный метод определения вязкости псевдоожиженных систем, разработанный и реализованный в МИТХТ [2, 3]. Он состоит в наложении на псевдоожиженную снстему неустановившегося (но квазистационарного) возмущающего воздействия (предпочтительнее — медленных гармонических колебаний). Здесь возможно возвратно-поступательное движение двух плоских пластин или вращательное (реверсивное) движение соосных цилиндров с исевдоожижен-ным слоем между пластинами или цилиндрами. Как частный случай, наиболее удобный на практике, может быть использован одиночный цилиндр. Теоретический анализ позволил получить амплитудно-фазовые характеристики, по измеренным локальным значениям которых можно рассчитать кажущуюся вязкость псевдоожиженной системы или истинную вязкость капельной жидкости. Поскольку использование амплитудно-частотных характеристик связано с необходимостью предварительной калибровки прибора, вязкость псевдоожиженного слоя практически определяли по фазово-частотыым характеристикам, получаемым при размещении в слое миниатюрных тензодатчиков (их калибровка не требуется) на фиксированных расстояниях от оси цилиндра. По осциллограммам с тензодатчиков легко найти запаздывание одних слоев системы относительно других и рассчитать кинематическую вязкость псевдоожиженного слоя. — Доп. ред. [c.230]

Как и для капельной жидкости давление псевдоожиженного слоя весФМ Ор в горизонтальной центрифуге длиной вращающейся с угловой ско- [c.475]

Таким образом, для псевдоожиженного слоя параметром, аналогичным температуре капельной жидкости, является скорость ожижающего агента (при механичесютм псевдоожижении — интенсивность вибрации, перемеширання и т. и.). В связи с этим можно предположить, что некоторые физические свойства псевдоожиженного слоя с увеличением V будут претерпевать такие же изменения, как соответствующие характеристики жидкости с изменением температуры. Рассмотрим в этом аспекте некоторые свойства псевдоожиженных систем и капельных Нхидкостей. [c.476]

Аналогия между псевдоожиженным слоем и капельной жидкостью, как показали Кондуков и Сосна термодинамически обусловлена связью внешнего воздействия с соответствующими ему сопряженными потенциалом и координатой, выбор которых завпсит от физического состояния системы (твердая, жидкая, газообразная, гетерогенная и т. п.). Для системы твердое тело — жидкость — газ с термодеформационными видами энергообмена сопряженными параметрами являются температура и энтропия, давление и объем. Для гетерогенной системы твердые частицы — ожижающий агент, характеризующейся обменом лишь количеством движения, сопряженными являются скорость ожижающего агента и и количество движения. Термодинамическая общность позволяет рассматривать фазовые переходы в псевдоожиженном слое п смежных системах в аспекте аналогии с капельной жрвд костью и на основе общих положений теории фазовых превращений. [c.480]

В псевдоожиженном слое, составленном из твердых частиц двух видов, заметно различающихся размерами или плотностью, возможно образование двух зон ( жидких фаз ), из коих верхняя содержит преимущественно мелкие (легкие), а нижняя — крупные (тяжелые) частицы Такая система аналогична смеси двух капельных жидкостей с ограниченной взаимной растворимостью. Из рис. Х1-11 видно, что с Д1 е ш и в а е МО с т ь частицвби-нарных псевдоожиженных системах зависит от скорости ожижающего агента подобно тому, как взаимная растворимость капель- [c.490]

Весьма важным для установления границ аналогии является характер движения частиц в нсевдоожиженном слое. В термостатированной капельной жидкости ее состояние определяется пульсационным движением молекул. В однородном псевдоожиженном слое механизм диффузии твердых частиц подобен молекулярному . При псевдоожижении газом твердые частицы также совершают нульсационные перемещения , но с увеличением скорости газа начинает доминировать движение не отдельных частиц, а их агрегатов > , что аналогично движению турбулентных вихрей в капельной жидкости. Вихревой механизм переноса в нсевдоожиженном слое обусловлен движением газовых пузырей и граничными эффектами. Вблизи поверхностей и деталей (даже в отсутствие пузырей) нарушается равномерность распределения скоростей ожижающего агента и возникает направленная циркуляция твердого материала, аналогично конвективным токам в нетермостатированном сосуде с капельной жидкостью. Следует подчеркнуть, что граничные эффекты в псевдоожиженном слое выражены резче, чем в капельной жидкости. [c.495]

Несмотря на некоторые различия и неполноту аналогии между капельной жидкостью и псевдоожиженным слоем, интерпретация свойств последнего в аспекте рассматриваемой аналогии представляется весьма полезной. Учет аналогии, несомненно, не исчерпывающейся рассмотренными выше примерами , позволяет шире раскрыть возможности применения псевдоожиженного слоя при разработке принципиально новых технологических процессов. Можно предполагать, что последующее развитие статиг стических методов исследования псевдоожиженных систем, именно вследствие их статистической обищостис капельнылш жидкостями, поможет вскрыть новые стороны аналогии и приведет к ее более строгому теоретическому обоснованию. [c.495]

Отмеченное несоответствие (сжатие жидкой струи и отсутствие сжатия струи псевдоожиженной среды) наблюдалось и в наших опытах [1] при djj d > 1. Однако, количественное отличив константы истечения не может, служить основанием для вывода о качественном различии процессов истечения псевдоожиженных систем и капельных жидкостей Гораздо существеннее аналогия во влиянии высоты слоя (для заполненных отверстий Н Р и других явлениях, сопровождающих истечеше и отмеченных в главе XI и ряде советских работ [1—3]. На аналогию, в частности, указывает и увеличение коэффициента расхода с 0,5 до 0,65 при повышении напора, отмеченное автором данной главы. Что касается численного значения коаф-фициента расхода, то заметное отличие от 1 является следствием сравнительно низких значений коэффициента скорости из-за взаимного трения и трения их о кромки отверстия, существенного инерционного сопротивдения ускорению частиц и других факторов, отмеченных ниже в тексте главы. — Прим. ред. [c.577]