Псевдоожиженный слой поршневой

Кроме рассмотренных, известны и другие модели структуры потоков, предложенные для специальных случаев. Так, применительно к псевдоожиженному слою разработана и исследована [68] двухфазная модель с поршневым течением фаз и обменом между ними. Для реакторов с неподвижным слоем катализатора предложена [69, 70] модель структуры потока, по которой неподвижный слой представляет собой ряд параллельных диффузионных каналов с различной степенью перемешивания и с примыкаю- [c.30]

Из рис. V-17 видно, что в псевдоожиженном слое поршневой режим наблюдается весьма часто, и это необходимо учитывать при интерпретации экспериментальных данных. [c.196]

Подъем газовых пробок в псевдоожиженном слое. ... Характеристика поршневого псевдоожиженного слоя. Массообмен между газовой пробкой и непрерывной фазой [c.6]

Реактор с поршневым псевдоожиженным слоем..... [c.6]

Метод Дэвидсона был распространен также на удлиненные пузыри, образующиеся в поршневом псевдоожиженном слое малого диаметра (см. также гл. V). [c.102]

На рис. V- представлены две разновидности поршневого псевдоожиженного слоя. В слое типа А, свойства которого рассматриваются в данной главе, газовый пузырь поднимается в среде твердых частиц, опускающихся по обеим его сторонам (рис. Л,А). Коалесцируя выше распределительной решетки, пузыри образуют пробки, поднимающиеся с равномерными интервалами и разделяющие весь слой на чередующиеся участки плотной и разбавленной фаз. Такое поведение псевдоожиженного слоя аналогично поведению системы газ — жидкость, и ниже будет показано, что основные поло жения теории таких систем применимы и к псевдоожиженному слою. [c.170]

При расчете общей конверсии в реакторе с поршневым псевдоожиженным слоем для реакции первого порядка, протекающей в непрерывной фазе, предполагается что поток газа в этой фазе движется в режиме идеального вытеснения. В этой связи можно [c.211]

Поршневой режим типа А представляет больший интерес. Показано что он, видимо, возникает в псевдоожиженном слое с HID >1, когда величина (Z7—С/ )/0,35 gDY> больше 0,2. Из рис. V-2 видно, что лабораторная установка с псевдоожиженным слоем обычно работает в поршневом режиме, если (U—U ) > >0,1 м/с и H/D >1. [c.171]

Было установлено, что теория движения ожижающего агента в поршневом псевдоожиженном слое хорошо согласуется с экспериментом Эта теория в сочетании с кинетикой каталитических реакций первого порядка была использована для расчета общей конверсии в аппарате при поршневом режиме псевдоожижения. [c.172]

На рис. У-10, а расчетная форма трехмерной газовой пробки (табл. У-2) сравнивается с экспериментально найденной в слое диаметром 100 мм при псевдоожижении слоя частиц кокса размером 154 мкм. Методом зондирования электрического сопротивления определяли длину пузыря как функцию радиального расстояния от оси трубы, причем поршневой режим изучали при наивысших скоростях газа до С/ = = 0,11 м/с. Хорошее [c.182]

II. ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРШНЕВОГО ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ [c.190]

Расширение поршневого псевдоожиженного слоя [c.194]

Рис. У-17. Максимальная высота поршневого псевдоожиженного слоя .

Опыты показали что смешение происходит внутри основной части каждого пузыря, но линии тока из пузыря ведут в непрерывную фазу. В последующей теории такая схема потока дополнена допущением, что газ р облаке циркуляции движется вдоль линии тока, пока он не достигнет кильватерной зоны под газовой пробкой. Здесь происходит полное смешение с газом в непрерывной фазе, расположенной на одном уровне с кильватерной зоной, благодаря быстрому движению пленки твердых частиц в этой области. С этим предположением согласуются опыты в которых не удалось обнаружить радиального перепада концентраций трасера, введенного в поршневой псевдоожиженный слой. Следовательно, газ, поступающий через дно газовой пробки, должен иметь концентрацию реагента Ср, равную концентрации, в непрерывной фазе вокруг пробки. Отсюда скорость обмена реагирующим веществом составит [c.201]

Приближенное выражение (У,54) не учитывает уменьшения диффузии за счет сквозного потока между двумя фазами в результате оно может оказаться более пригодным для определения X в некоторых реакторах с поршневым псевдоожиженным слоем. [c.211]

IV. РЕАКТОР С ПОРШНЕВЫМ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ [c.211]

Поршневой режим псевдоожижения рассмотрен в гл. V. Пузыри, особенно в псевдоожиженных слоях малого сечения, могут быстро расти, достигая диаметра аппарата. Было установлено что стенки цилиндрического аппарата не влияют на скорость [c.274]

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]

При газовом потоке через псевдоожиженный слой модель поршневого потока с учетом продольного перемешивания — лишь грубое приближение к действительности. Например, некоторое количество г 1за почти всегда быстро проходит через кипящий слой в виде газовых пузырьков. [c.111]

Как известно, псевдоожиженные слои бывают однородными и неоднородными. Слой с равномерным распределением твердых частиц называется однородным. Неоднородные слои подразделяются, в свою очередь, на слои с поршневым, канальным и пузырьковым проскоками псевдоожи-жающего газа. Режимов канального и поршневого проскоков газа в контактных аппаратах обычно избегают. [c.285]

Действительно, давно было замечено, что при ожижении твердых частиц газами псевдоожиженный слой не однороден [189]. Он представляет собой слой взвешенных частиц с достаточно низкой порозностью, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. Во время подъема пузыри могут увеличиваться в размерах, коалесцировать, что иногда приводит к образованию поршневого режима псевдоожижения, представляющего собой чередование сгустков частиц и газовых полостей, занимающих все сечение аппарата. Поршневой режим движения твердой фазы наблюдается также и при транспортировании твердых частиц газом в вертикальных трубах. Ряд авторов, первым из которых бьш, по-видимому, Уоллис [94], вьщвинули предположение, согласно которому пузыри и поршни являются следствием нарастания всегда присутствующих в потоке малых возмущений порозности. Однако в экспериментах неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Так, ожи-жаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указьгеают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому в случае увеличения скорости газа [190]. Не наблюдаются неоднородности и при движении небольших капель и пузырей в жидкостях. [c.134]

Расчет промышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем обычно базируется на результатах исследований лабораторных или пилотных установок. В аппаратах малого размера часто наблюдается поршневой режим псевдоожижения из-за быстрой коалесценции газовых пузырей в слое над распределительной решеткой. Когда размер газового пузыря достигает диаметра аппарата, в псевдоожиженно.м слое возникают чередующиеся пробки (слои) газа и шоршнюу твердых частиц. [c.170]

На рис. V-16 данные ряда работ сопоставлены с уравнением (V,30) наличие или отсутствие поршней показано точками, расположенными, соответственно, выше или ниже пунктирной прямой. Состояние слоя оценивалось авторами субъективно, и за начало возникновения поршней принимался момент, когда перемещения свободной поверхности псевдоожиженного слоя становились достаточно заметными. Так, однц авторы отмечали заметное или значительное колебание поверхности слоя другие регистрировали хорошую, удовлетворительную или плохую однородность слоя, и эти оценки принимались, соответственно, за слабый барботаж пузырей, возникновение поршней и ярко выраженный поршневой режим. В одной из абот описан слой в состоянии плохой однородности, которое, видимо, соответствует интенсивному барботажу пузырей или началу их образования. В других работах определяли условия возникновения поршней, причем в первой из них зафиксированы скорости газа в начале поршневого режима. [c.193]

В основу поршневой модели псевдоожиженного слоя положены постулаты двухфазной прямоточной модели (см., например, книгу Дэвидсона и Харрисона причем обратное перемешивание не учитывается. Хоуменд и Дэвидсон указывают, что общая конверсия не чувствительна к степени перемешивания газа в непрерывной фазе. Таким образом, поршневая модель предполагает прямоток дискретной (пузыри) и непрерывной фаз, сопровождающийся межфазным обменом. [c.275]

Так как высота порпшевого псевдоожиженного слоя не постоянна (см. фото У-2), то не ясно, какую высоту слоя следует использовать в уравнении (У,32). При исследовании применимости уравнения (У,32) среднее значение Я определяли как = = V 2 (-Н тах + min) > где — высота СЛОЯ сразу же после прорыва газовой пробкой поверхности слоя, Я 1п — высота слоя непосредственно после того, как пробка покинет слой. Оказалось, что величина На меньше вычисленной по уравнению (У,32). На этом основании был сделан вывод, что непрерывная фаза содержит больше газа, чем в начале псевдоожижения, и что двухфазная теория, в противоположность выводам Дэвидсона и Харрисона , не совсем точна даже для поршневого слоя. [c.195]

Обмен газа между газовыми пробками и непрерывной фазой в реакторах с поршневым псевдоожиженным слоем определяет количество байпассирующего газа, а значит, и общую конверсию. В связи с этим изучение механизма межфазного массообмена и его зависимость от различных параметров (высоты и диаметра псевдоожиженного слоя, диаметра твердых частиц, скорости ожижающего агента и скорости реакции в непрерывной фазе) представляется весьма важным. [c.200]

Из рисункбв У-26 следует, что результаты изучения конверсии в псевдоожиженном слое диаметром 460 мм даже при средних скоростях газа (например, около 10 м/с) можно объяснить, анализируя поведение пузырей в соответствии с теорией поршневого режима — уравнения (У,58), (У,59) и (У,60). Значительное отклонение экспериментальных данных от этой теории наблюдалось только в случае использования перфорированной решетки с 14-тью отверстиями при скорости Г/10 см/с (рис. У-26, а и б). Однако такая решетка при данной скорости газа отличается плохим газораспределением, причем в нижней части слоя могут возникнуть каналы. При увеличении скорости I/ до 20—30 см/с возрастает перепад давления в распределительной решетке и, видимо, улутахается газораспределение в этом случае экспериментальные данные по конверсии озона удовлетворительно согласуются с теорией поршневого режима. [c.213]

Гидрирование этилена изучали также в псевдоожиженном слое алюминиевого катализатора при избытке этилена реакция имела первый порядок по водороду. Диаметр слоя составлял 50 мм, и скорость ожижающего агента была достаточной для создания порпшевого режима. Авторы исследования использовали для обобщения опытных данных двухфазную теорию, но в настоящей главе эти данные анализируются заново в аспекте теории поршневого псевдоожижения. [c.219]

Было исследовано разложение озона в поршневом псевдоожиженном слое при высоких скоростях газа. Расчеты показали к>, что полученные степени превращения хорошо согласуются с теорией поршневого режи5ш, если учесть активную зону над пористой распределительной решеткой. [c.220]

Для окисления аммиака в псевдоожиженном слое диаметром 0,11 м использовали газовую смесь, содержащую 90% кислорода и 10% аммиака. Установлено что теория поршневого режима хорошо согласуется с экспериментом нри достаточно больших скоростях газа, когда появляются поршнп. [c.220]

Псевдоожиженный слой обычно не очень удобно иснодьзовать как модельный реактор из-за склонности к разделению на две фазы Образование пузырей можно уменьшить только путем работы при низких скорост ях газа, но в этом случае ухудшаются перемешивание и теплопередача. В связи с этим при применении псевдоожиженного слоя в качестве модельного реактора необходимо учитывать влияние пузырей. Единственным способом решения данной проблемы является использование свойств регулярных стабильных пузырей в поршневом псевдоожиженном слое малого диаметра. [c.221]

Было показано, что для каталитической реакции первого порядка конверсию в поршневом псевдоожиженном слое малых размеров можно рассчитать с приемлемой точностью, если межфазный перенос осуществляется преимущественно путем диффузии и если диффузионным переносом можно пренебречь. Следует ожидать, что применение теории поршневого режима приведет к заниженным результатам по сравнению с экспериментом, особенно при высоких скоростях газа, когда хороший контакт между газом и твердыми частицами вблизи распределительной решетки обеспечивает высокую степень превратцения. [c.221]

Ягпах — максимальная высота поршневого псевдоожиженного слоя Нщ а — минимальная высота порпшевого псевдоожиженного слоя Нк = Н/Х — высота единицы переноса [c.223]

Коалесценция пузырей является важной особенностью псевдоожиженных слоев. Так, коалесценция определяет размер пузыря, от которого зависит интенсивность перемешивания в слое. Коалесценция возможна также n viDJD 0,5, т. е. в случае поршневого режима псевдоожижения. Для инженерных расчетов важно знать число пузырей в единице объема N, однако легче измерить частоту барботажа п, т. е. число пузырей, пересекающих единицу площади поперечного сечения слоя в единицу времени. Величины N и п связаны между собою зависимостью [c.294]

Для снижения обратного перемешивания по газу может быть использовано псевдоожижение в поршневом режиме, имеющее резко выраженный автопульсационный характер. Перспективным для некоторых процессов является организация источника теплоты над поверхностью кипящего слоя основному слою теплота передается в этом случае радиацией и с выпадающим из надслоевого пространства инерционным уносом [172]. Комбинация различных режимов псевдоожижения с конструктивными особыми решениями, использование разнообразных многокамерных технически сопряженных систем и модификаций псевдоожижения значительно расширяет возможности рационального его использования в различных отраслях промышленности. [c.258]

Сформулируем основные допущения, которые будем использовать при построении математической модели. Перемешивание частиц твердой фазы в псевдоожиженном слое — идеальное. Режим течения газа в аппарате— поршневой, т. е. скорость газа и концентрация сорбтива в газе постоянны по сечению аппарата, а продольное перемешивание в газе пренебрежимо мало. [c.26]

Разработка проблем, связанных с устойчивостью однородных дисперсных потоков, описываемых двухскоростной континуальной моделью, еще далека от завершения. С точки зрения практических задач, решение проблемы устойчивости позволило бы получить научно обоснованные закономерности для определения границ существования однородных режимов течения. Давно замечено, что однородные режимы движения частиц при некоторых условиях нарушаются. Так, при ожижении твердых частиц газами при нормальных давлениях псевдоожиженный слой неоднороден. Он представляет собой слой взвешенных частиц с пористостью, близкой к пористости плотноунакованного слоя, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. В аппаратах и трубах небольшого размера движение твердых частвд в газах сопровождается образованием газовых полостей, занимающих все сечение аппарата (так называемый поршневой режим движения твердой фазы). Установлено, что пузыри и поршни являются следствием нарастания малых возмущений пористости, т. е. проявляющейся неустойчивости потока твердых частиц. Однако неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Ожижаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указывают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому. При снижении давления не наблюдаются неоднородности при движении эмульсий в несмешивающихся жидкостях и небольших (до мм) пузырьков. В [26] показано, что причиной неустойчивости двух взаимодействующих фаз в дисперсных потоках является инерция частиц. Небольшое локальное увеличение концентрации частиц в потоке в соответствии с безынерционным законом движения (см. уравнение (3.3.2.69)) должно приводить к локальному уменьшению скорости их движения. Однако частицы в реальных потоках в большей или в меньшей степени обладают инерцией и не могут изменить скорость мгновенно. Поэтому, следуя за возникшим уплотнением, они догоняют частицы, движущиеся в уплотнении с меш.шей скоростью, и, таким образом, возникшее возмущение нарастает. [c.194]

Структурными средами называют такие среды, в которых образующиеся из движущихся фаз структуры по размерам соизмеримы с размерами ограничивающего среду прос-фанства. Так, при взвешивании твердых частиц газом в псевдоожиженном слое возникают полости, получившие название пузырей. Во время подъема пузыри могут увеличиваться в размерах, сливаться, приводя к образованию поршневого режима псевдоожижения. Подобные структуры возникают вследствие неустойчивости однородного (континуального) взаимопроникающего течения фаз. [c.207]

В некоторых случаях такой режим пытаются привести к более организоваЕшой структуре. Например, поршневой режим твердой фазы при пневматическом транспорте позволяет снизить расход газа и, следовательно, повысить эффективность пиевмотранспортного процесса. В иных случаях, напротив, пытаются расширить границы устойчивого континуального режима течения наложением на многофазную среду интенсивных периодических воздействий, которые разрушают образующиеся структуры. Подобным примером может служить псевдоожиженный слой, на который накладывают периодические воздействия (см. пример 2.5.4.2). Однако во многих случаях с дискретными структурами приходится М1фиться, хотя они снижают эффективность проводимого процесса, существенно затрудняют его моделирование и требуют значительных затрат на экспериментальные исследования и обобщение их результатов. [c.208]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология