Частицы при фонтанировании

Уменьшение перепада давления в слое ниже уровня, соответствующего однородному псевдоожижению, наблюдается также в псевдоожиженном слое с каналообразованием. Однако подчеркиваемое некоторыми авторами сходство между фонтанированием и каналообразованием представляется недостаточно правомерным. Каналообразование при движении газа через слой, не сопровождается перемещением частиц и представляет собою нежелательное явление в псевдоожиженных системах. При фонтанировании, напротив, газовая струя обеспечивает перемешивание всего слоя и одновременно тесный контакт между твердыми частицами и газом. Каналообразование возникает в псевдоожиженных слоях очень мелких частиц фонтанирование же возможно только при использовании крупных частиц. [c.622]

Кроме обеспечения контакта газа с твердыми частицами, фонтанирование также является способом перемешивания крупных частиц и осуществления взаимодействия в системе твердое — твердое при этом взаимодействие между газом и твердыми частицами является сопутствующим процессом. Эти дополнительные свойства фонтанирующего слоя могут быть применены для осуществления таких механических операций, как смешивание, измельчение, отдувка более мелких и более легких частиц (например, шелухи). [c.19]

Распределение частиц в канале по радиусу неоднородно в его нижних сечениях и выравнивается по высоте. С увеличением высоты и уменьшением площади сечения канала концентрация частиц в нем приближается к концентрации в слое, что вызывает периодическое случайное захлебывание канала (см. рис. 1.3, з), протекающее в ряде случаев необратимо, с вырождением фонтана. При начальной скорости струи 11 > [/ р захлебывание канала не приводит к вырождению фонтана, а сопровождается только флуктуацией границ канала и, естественно, колебанием высоты выбросов частиц. Фонтанирование в целом протекает устойчиво. При уменьшении скорости истечения струи на 10-11% (по сравнению с и р) фонтанирование становится неустойчивым и может сопровождаться необратимым (при [c.12]

Фонтанирование является одной из разновидностей псевдоожижения, позволяющей перемешивать плохо псевдоожижаемые зернистые материалы слишком крупные частицы или одинаковые по размеру. Фонтанирование достигается подачей ожижающего агента через небольшое отверстие в центре основания расширяющегося конического аппарата вместо равномерного его распределения по всему сечению слоя. В рассматриваемом случае гидродинамическая обстановка существенно отличается от существующей в обычном псевдоожиженном слое твердому материалу сообщается направленное циркуляционное движение, он в виде разбавленной фазы поднимается в ядре слоя и в виде плотной фазы опускается в кольцевой периферийной зоне. [c.620]

В данной главе рассмотрены основные особенности фонтанирующего слоя и условия, необходимые для обеспечения его устойчивости. Изучаются такие гидродинамические характ еристики, как перепад давления, скорость начала фонтанирования, предельная высота фонтанирующего слоя, структуры потоков ожижающего агента и частиц, порозность и диаметр фонтана. Кроме того, для более глубокого понимания структуры фонтанирующего слоя привлекаются результаты исследований по тепло- и массообмену. Везде, где возможно, даны расчетные уравнения. [c.620]

В отличие от обычного псевдоожижения, при фонтанировании градиент давления РШх) непостоянен по высоте слоя он мал у основания и достигает максимума на свободной поверхности слоя. Перепад давления обусловлен двумя параллельными сопротивлениями фонтана с частицами, транспортируемыми в разбавленной фазе, и кольцевой зоны с нисходящим плотным слоем навстречу потоку газа. Соответствующие градиенты перепада давления на различных уровнях слоя практически одинаковы, за исключением области, примыкающей к отверстию для входа газа. В верхней части высокого слоя градиент давления приближается к значению, необходимому для взвешивания твердого материала, т. е. псевдоожижения. Если скорость газа в кольцевой зоне становится равной скорости начала псевдоожижения, то фонтанирующий слой достигает предела устойчивости это условие соответствует максимальной высоте фонтанирующего слоя. [c.621]

Условия устойчивого фонтанирования менее жестки для более крупных твердых частиц и аппаратов большего диаметра. Минимальный диаметр частиц, для которых пределы устойчивости ста- [c.622]

Аппарат ддя фонтанирования может быть цилиндрической или конической формы. Предпочтительным, хотя и необязательным, представляется аппарат с коротким коническим основанием, сужающимся вниз к отверстию для входа газа, дабы твердые частицы из периферийной кольцевой зоны могли легко попадать в область газовой струи, не образуя при этом застойных зон в основании слоя. Предпочтительный угол конусности зависит в известной степени от сил внутреннего трения зернистого материала однако, при слишком малых углах в вершине конуса фонтанирование становится неустойчивым, поскольку воздушная струя стремится поднять весь слой. Предельный угол конусности [c.623]

Была предпринята попытка скоррелировать значения с помощью уравнений, справедливых для неподвижного слоя, в предположении, что сопротивление разрыхлению численна остается постоянным. Однако было найдено , что это сопротивление сильно зависит от диаметров аппарата и частицы. Ряд других эмпирических формул, связывающих пик давления с весом твердого материала в,слое или перепадом давления при фонтанировании, был предложен советскими исследователями применительно к коническим аппаратам. [c.626]

Обстановка в слоях, работающих при высотах ниже Я, , намного сложнее перепад давления при фонтанировании будет зависеть не только от высоты слоя, но также и от конфигурации аппарата и свойств твердых частиц. В литературе опубликованы эмпирические уравнения, связывающие эти параметры с перепадом давления при фонтанировании в цилиндрических и конических аппаратах. [c.627]

Средние скорости циркуляции твердого материала в фонтанирующем слое были определены недавно при изучении переходного процесса перемешивания с помощью последовательного отбора твердых частиц. При этом первоначально верхняя и нижняя половины слоя состояли из частиц разного цвета. Такой метод позволяет оценить интенсивность обмена твердыми частицами между двумя зонами по средней скорости циркуляции, значения которой для аппарата диаметром 152,5 мм лежат в диапазоне 0,27—0,54 кг/с. Было установлено, что определяющим фактором является скорость газового потока интенсивность циркуляции увеличивается пропорционально отношению рабочей скорости газового потока и скорости, необходимой для начала фонтанирования. Циркуляция интенсифицируется при увели- [c.638]

Теплообмен между стенками аппарата и фонтанирующим слоем осуществляется, главным образом, за счет конвективного переноса тепла частицами, движущимися вниз в кольцевой зоне Значения коэффициента теплоотдачи для различных твердых материалов при развитом фонтанировании в воздушном потоке находятся в пределах от 51 до 136 Вт/(м -К) [44—117 ккал/(м -ч-°С)]. [c.642]

И В процессе сушки, основное достоинство фонтанирующего слоя (аналогично псевдоожиженному) состоит в хорошем перемешивании твердого материала, сопровождающемся эффективным контактом между газом и твердыми частицами. В этих процессах фонтанирование используется применительно к крупным частицам для тех же целей, что и псевдоожижение в случае мелкозернистых материалов. [c.651]

При непрерывной работе можно ожидать получения гранул широкого гранулометрического состава за счет неравномерного времени пребывания частиц, соответствующего полному перемешиванию в слое. Однако на практике во время фонтанирования происходит сепарация частиц по размеру так что может быть получен однородный по размеру продукт. С другой стороны, Романков и Рашковская применяли в фонтанирующем слое пневматический классификатор, непрерывно возвращающий в грануля-тор мелкую фракцию продукта. Использование ряда последовательных аппаратов фонтанирующего слоя также позволяет выравнять время пребывания частиц в системе. [c.652]

Несмотря на эффективное перемешивание и контакт между газом и твердым материалом в фонтанирующем слое, до настоящего времени его не удалось использовать в качестве каталитического реактора. Возможно, что это обусловлено истиранием твердых частиц в фонтане. Хотя интенсивность истирания при небольшой продолжительности пребывания частиц в слое не должна быть слишком большой (если, конечно, частицы не являются чрезмерно хрупкими), тем не менее суммарный эффект истирания за длительный период работы каталитического реактора, видимо, окажется неприемлемым. Истирание частиц нередко отмечалось даже при кратковременном их пребывании в слое, и хотя оно выгодно при осуществлении некоторых технологических процессов (см. выше), тем не менее истирание накладывает определенные ограничения на область применимости техники фонтанирования. Не исключено, что в этом аспекте могут играть существенную роль такие факторы, как конструкция входного отверстия и геометрия слоя, что может дать некоторую возможность воздействовать на интенсивность истирания. Этот вопрос для фонтанирующего слоя требует дальнейшего изучения. [c.652]

В звуковом поле возникают не зависящие от времени радиационные напряжения, связанные с изменением среднего во времени импульса. Постоянная по времени сила определяется как среднее по времени от тензора напряжений. Радиационное давление приводит к появлению ультразвукового фонтанирования на границе раздела двух разнородных жидкостей, перемещает малые включения (частицы и пузырьки) в жидкостях и газах, создает акустические течения [6 - 8]. [c.55]

Фонтанирование дисперсных материалов без образования застойных зон и комкования обычно удается осуществить лишь при небольших объемных концентрациях твердой фазы (порозность порядка 0,95). В связи с этим дальнейшее изложение будет касаться сильно разбавленных дисперсных систем, в которых частицы (с размерами порядка десятков микрон и ниже) настолько удалены друг от друга, что между ними практически нет непосредственного силового взаимодействия. [c.173]

Представленный на рис. 2.21 десублиматор работает в режиме фонтанирования. Для охлаждения слоя используется змеевик 2. Через трубу о в десублиматор вводится исходная ПГС вместе с твердыми частицами. Скорость подачи ПГС регулируют таким образом, чтобы твердые частицы в зоне ядра поднимались чуть выше змеевика 2. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты, перемещаются в кольцевую зону между ядром и стенкой аппарата. По мере роста частиц слоя (так как они обтекаются охлажденным газом и газ в зоне змеевика пересыщен) они под действием сил тяжести опускаются, одна их часть выводится из аппарата через разгрузочное устройство 4, другая часть подается шнеком на рецикл. Из существующей практики известно, что режим работы аппарата с фонтанирующим слоем более устойчив, чем режим работы аппарата с псевдоожиженным слоем. Поэтому привели выше лишь математическую модель процесса десублимации в аппарате фонтанирующего слоя. [c.240]

Фонтанирование является эффективным методом контактирования твердых частиц обрабатываемого материала с газами или жидкостями, применяемым в тех случаях, когда свойства частиц материала (их размеры, например) затрудняют их псевдоожижение. Однако отсутствие надежных данных по гидродинамике фонтанирующего слоя не позволяет достигнуть длительной и устойчивой работы промышленных аппаратов этого типа [16]. В настоящем разделе делается попытка моделирования гидродинамики односекционного аппарата фонтанирующего слоя на основании теории диаграмм связи [17]. [c.254]

Показанная на рис. У.П так называемая щелевая (вихревая) решетка, разработана в ЛТИ им. Ленсовета и используется в различных сушильных установках [192, 240]. Решетка выполнена в виде желобов прямоугольного сечения с тангенциальным подводом газа через щели. Закрученная струя газа создает интенсивное перемешивание при сравнительно малой высоте прирешеточной зоны, в результате чего обеспечивается интенсивное циркуляционное движение частиц, подобное таковому в аппаратах фонтанирующего типа с затопленным фонтаном [254, 286]. По данным проведенных исследований [240 работа рассматриваемой решетки также имеет пульсирующий характер, амплитуда пульсаций скорости газа растет с увеличением ширины щели и падает с возрастанием средней скорости потока. При частотах пульсаций до 1,5 Гц наблюдается поршневание, а свыше 3 Гц — устойчивое фонтанирование. Допустимые скорости газа на 50—100% выше 234 [c.234]

При псевдоожижении некоторых материалов однородность слоя нарушается также вследствие каналообразования, при котором происходит проскок ( байпасирование ) значительного количества газа (жидкости) через один или несколько каналов, образующихся в слое. Каналообразование особенно часто наблюдается при применении материалов с очень мелкими или слипающимися частицами, склонными к агломерации. Предельным случаем каналообразования является фонтанирование, при котором поток газа (или жидкости) прорывается сквозь слой по одному большому каналу, возникающему близ оси аппарата. [c.109]

Все преимущества и недостатки псевдоожиженного слоя характерны и для фонтанирующего режима. Фонтанирование адсорбента особенно эффективно для осуществления процессов хемосорбции. Скорость процесса хемосорбции растет с увеличением дисперсности частиц, а тонкодисперсные частицы плохо поддаются псевдоожижению. Интенсифицировать процесс хемосорбции удобнее всего посредством организации фонтанирующего режима такого адсорбента. [c.389]

Измерение температур газа и поверхности частиц, распределений потоков газа и циркулирующих внутри аппарата потоков дисперсного материала в условиях фонтанирования представляет собой еще более сложную экспериментальную задачу по сравнению с обычным псевдоожиженным слоем в цилиндрическом аппарате. Обобщение имеющихся данных по внешнему и межфазному теплообмену содержится в специальной литературе [59]. В качестве примера здесь приводится одна из наиболее простых корреляций для теплообмена фонтанирующего слоя с поверхностью размещенных внутри слоя горизонтальных труб [c.260]

Обобщенное корреляционное соотношение для межфазного теплообмена между поверхностью частиц и вертикальным потоком взвешивающего газа в отличие от уравнения (4.2.5.13) содержит критерий Рейнольдса, определяемый по скорости начала фонтанирования и диаметру частиц [c.260]

Фонтанирующий слой имеет определенные преимущества перед обычным псевдоожиженным. Ожи-жающий агент, поступающий в аппарат, имеет довольно высокую скорость, поэтому исключается контакт материала с горячей распределительной решеткой (в некоторых случаях можно обойтись и без решетки). В аппаратах фонтанирующего слоя обеспечивается хорошее перемешивание твердых частиц, а в ядре фонтана происходит распад конгломератов за счет высоких скоростей столкновения частиц и значительное их истирание. В режиме фонтанирования целесообразно осуществлять процессы, протекающее циклически в две стадии в ядре потока и в периферийной зоне, работать с дисперсным материалом широкого фракционного состава. [c.583]

Аппараты с фонтанирующим слоем применяются для обработки пастообразных, комкующихся и чувствительных к нагреву материалов. Одной из популярных областей применения аппаратов с фонтанирующим слоем является гранулирование из паст, суспензий и растворов. В аппаратах с фонтанирующим слоем осуществляется сушка растворов на поверхности инертных частиц, пригодных для фонтанирования. Подробнее о фонтанирующем слое см. [31, 36, 37]. [c.583]

При более высоких слоях материайа для фонтанирования требуются более широкие колонны или меньшие размеры входного отверстия. Зависимость между размерами частиц и предельной высотой слоя, однако, более сложная. Так было установлено , что в колонне диаметром 152 мм максимальная высота фонтанирующего слоя с ростом размера частиц сначала увеличивается, а затем уменьшается. Для определенного диаметра аппарата и заданного размера частиц существует максимум размера входного отверстия, при превышении которого нельзя получить устойчивого фонтанирования. В частности, при фонтанировании зерен пшеницы в аппаратах диаметром от 102 до 305 мм максимум отношения 0 /0 составляет 0,35. [c.623]

Фонтанирование может быть получено при использовании жидкостной струи вместо газовой. Однако жидкостное фонтанирование, по всей вероятнооти, не представляет особого интереса, поскольку оно не имеет никаких очевидных преимуществ перед однородным псевдоожижением частиц, которое (в отличие от неоднородного — при псевдоожижении газом) является эффективным как для крупных и одинаковых по размеру, так и для мелких частиц зернистых материалов. [c.624]

Число Рейнольдса базируется на диаметре частицы и скорости воздуха во входном отверстии в момент начала фонтанирования. Значения постоянной и показателей степени в уравнении (XVII,6) существенно различаются для разных диапазонов изучаемых переменных. [c.630]

Аналогичный подход был сделан Беккером , установившим, что для исследованных им материалов (см. раздел III) скорость начала фонтанирования при Н = примерно на 25% выше скорости начала псевдоожижения. Однако он предложил вместо уравнения Эргана использовать равноценное уравнение, включающее коэффициент лобового сопротивления и число Рейнольдса, которое он рассчитал по своим экспериментальным значениям / j, полученным при Н = Н т- Было показано что рассматриваемый подход не намного точнее метода Торли отличающегося большей простотой и меньшим эмпиризмом. Для учета несферич-ности частиц угля и шероховатости их поверхности была предложена модификация уравнения (XVII,7). [c.630]

Данные, полученные в опытах с пшеницей й = 2,8 мм Р5 = 1,35 г/см ) и песком (й = 1,2 мм = 2,61 г/см ) в аппарате диаметром 150 мм,, а также в опытах с пшеницей (й = = 3,3 мм) в аппаратах диаметром 150 и 230 мм, неплохо согласуются с выражением (XVII,13). Отсюда следует, что характер распределения газа не зависит ни от природы твердых частиц, ни от диаметра цилиндрических аппаратов. Первый вывод, если он достоверен, создает большие удобства в расчетном аспекте, но требует дополнительного экспериментального подтверждения на различных материалах. Второй вывод не подтверждается результатами опытов с большими аппаратами , где высота слоя была значительно меньше максимально возможной при фонтанировании. Теоретический анализ является строго обоснованным только для в случае слоев меньшей высоты задача является более сложной, поскольку граничное условие иА)н = необходимое для интегрирования дифференциального уравнения равновесия сил, в этом случае не применимо. Переход от выражения (XVII,12) к (XVII,13) представляется некорректным, так что последнее выражение остается надежным в ограниченных лределах. [c.634]

Не = vldpf .f — число Рейнольдса в момент начала фонтанирования 8р — поверхность частицы — время [c.653]

По характеру гидродинамической обстановки в аппарате родственным к псевдоожижению является режим фонтанирования, однако последний характеризуется гораздо ббльпшми скоростями газовой фазы, которая увлекает с собой твердые частицы дисперсной среды. Фонтанирование часто применяется в тех случаях, когда свойства частиц материала (их размеры и физико-химические характеристики) затрудняют псевдоожижение. Этот режим пшроко используется для термической обработки строительных материалов, сушки тонких дисперсий (например, порошковых материалов в фармацевтической промышленности) и т. п. [c.173]

Пожарная опасность процесса бурения резко возрастает при осложнениях, нарушающих нормальный ход буровых работ и способных привести к фонтанированию нефти и газа из ствола скважины. Открытый выход нефти или газа первоначально происходит в виде газо-нефтепроявленнй, ликвидация которых входит в число нормальных технологических операций при бурении скважины. Газонефтепроявление — это поступление на поверхность земли относительно небольших количеств нефти и газа, не препятствующих проведению основных операций по бурению. Дальнейшее развитие газо-нефтепроявления может привести к выбросу из скважины промывочного раствора и аварийному фонтанированию, которое создает пожароопасную ситуацию. При аварийном фонтанировании возникают неконтролируемые источники зажигания разряды статического электричества, генерируемого в фонтанирующем потоке фрикционные искры ог соударения частиц выбрасываемой породы и деталей бурового оборудования самовоспламенение продукции скважины и т. д. [c.30]

В опытах на удлиненной камере влажность тоилива изменялась в диапазоне 24—28%, скорость вторичного воздуха Ш2=76-ьИ4 м/сек, доля первичного воздуха 9—16 /о - Прн открытии сопл вторичного воздуха 35 35 30% и 50 31 19% даже при пониженной скорости вторичного воздуха было получено устойчивое горение угля и вытекание жидкого шлака из летки циклона при незначительной потере с механическим недожогом, отсутствии фонтанирования темных частиц из летки циклона и ничтожно малой химической неиолноты горения за циклоном (рис. 7,6). Стенки циклона были равномерно покрыты проплавленным шлаком. [c.97]

Сушилки со взвешенным слоем характеризуются высокими относит, скоростями движения фаз и развитой пов-стью контакта. Осн. гидродинамич. режимы работы пневмотранспорт (см. также Пневмо- и гидротранспорт) закрученные потоки псевдоожижение фонтанирование. При существ, уменьшении в процсссе С. массы частиц дисперсного материала применяются режимы своб. фонтанирования и проходящего кипящего слоя. Среди этих сушилок наиб, распространены пневматические, вихревые камеры, аппараты с кипящим и фонтанирующим слоем, вибрационные. [c.485]

Пульсирующий, обрушающийся поток — неустано-вившийся поток СМ (26]. Он может быть прерывистым или фонтанирующим из-за насыщения воздухом. Б бункерах фонтанирование и распыление СМ возникают в случаях внезапного обрушения свода или в моменты, предшествующие опорожнению. Подобный вид движения потока характерен для СМ, частицы которого склонны к адсорбированию воздуха, имеют малую насыпную плотность, с преобладанием пылев идной фракции, характеризуются большой удельной поверхностью и значительными когезионными силами и отличаются низкой гигроскопичностью, [c.40]

В технологической практике находит применение разновидность псевдоожиженного состояния дисперсного материала — так называемый фонтанирующий слой. Такой слой создается в вертикальном аппарате, когда взвешивающий газовый поток подводится к дисперсному материалу не по всему поперечному сечению ашхарата, а только в центральной его части (рис. 4.2.5.2). По достижении определенной скорости начала фонтанирования внутри аппарата образуется центральная зона (фонтан), по которой с относительно высокой скоростью проходит основная часть газового потока с некоторым количеством твердых частиц, подхватываемых центральным потоком в основном [c.259]

Если скорость легкой фазы достаточно высока, то образующаяся струя газа заставляет частицы быстро подниматься в разреженном по твердой фазе потоке в центральном ядре, вокруг которого находится плотный слой твердой фазы — кольцо. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты над уровнем слоя, ссыпаются в кольцевуто зону между ядром и стенкой колонны, где они плотным слоем медленно опускаются вниз и частично внутрь фонтана. Поднимаясь, сжижающий агент проникает в кольцевую зону. Таким образом, фонтанирующий слой в целом складывается из разреженного центрального ядра или фонтана, в котором частицы движутся вверх, увлекаемые восходящим потоком ожижающего агента, и кольцевой зоны, где твердая фаза опускается вниз. Установившееся таким образом систематическое циклическое движение твердых частиц обусловливает уникальную гидродинамическую обстановку, которая в некоторых случаях более целесообразна, чем в общепринятых системах легкая фаза— твердое вещество. Фонтанирование не следует [c.581]

На основании изложенного выше могут быть сделаны следующие обобщения. На режиме псевдоожижения с фонтанированием загрузки наблюдается снятие пересыщения паро-газовой фазы путем конденсации паров на поверхности охлажденных зерен и частично в газовой фазе с образованием мелких размером до 10 мкм частиц конденсата. Конденсационный характер вынесенной из аппарата пыли подтверждается многократнцм просмотром проб под микроскопом. [c.67]

Характерно также, что при относительно небольщих скоростях воздуха циркуляция материала с такими дефектами ппарата нарушалась гораздо меньше, чем при более высоких скоростях дисперсионной среды. При скоростях порядка т. ф г немного выше эти дефекты не вносили коренного изменения в циркуляцию материала, хотя и была заметна разница FJ скорости частиц. При небольших скоростях наблюдалось типичное для фонтанирующего слоя нисходящее движение по всей периферии аппарата, хотя центральная струя все же немного смещалась. Скорость нисходящего движения материала при однобоком фонтанировании на одной и той же высоте аппарата, но в различных точках по окружности была существенно различна. Многие частицы совершали более короткий круг циркуляции. [c.101]

При достижении скорости начала фонтанирования нижняя граница слоя поднимается и переходит в более широкую часть аппарата. В зоне, непосредственно примыкающей к входному отверстию, возн1И<ает вихреобразное движение жидкости с очень небольшой концентрацией твердых частиц. В верхних слоях, где сосредоточена основная масса частиц, при скоростях потока 1,15 наблюдается характерная для фонтанирующего в капельной жидкости слоя двухзонная структура. Ось центрального канала в этом случае, как правило, имеет сложную изогнутую форму (рнс. 1, е). При скорости жидкости 1,5 Шу возникает вихреобразное движение всего слоя, причем контуры циркуляции могут иметь различную форму (овальную, в виде восьмерки и т. д.). При этом характерно периодическое самопроизвольное изменение формы и направления циркуляции (рис. 1, г, д). [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология