Фонтанирующий слой

Рис. ХУП-4. Распределение воздуха в фонтанирующих слоях пшеницы (угол конуса 0 = 85° >/ >, = 6).

Рис. ХП-15. Сушилка с фонтанирующим слоем для пастообразных материалов.

Преодоление осложнений, связанных с возникновением непредсказуемых нарушений структуры потоков при переходе от лабораторного к промышленному аппарату, представляет одну из центральных проблем химической технологии — проблемы масштабного перехода. Успех ее решения в значительной мере зависит от типа контактного аппарата. Наиболее просто она преодолима для аппаратов с неподвижным слоем катализатора, где иерархическая структура математической модели реактора тривиальна (рис. 1.1) [И]. Проблема усложняется для аппаратов с псевдо-ожиженным и фонтанирующим слоями катализатора в двухфазных потоках [12]. Наибольшие трудности связаны с решением проблемы масштабного перехода для аппаратов трехфазного слоя, где иерархическая структура взаимодействия эффектов и соответствующих математических моделей отличается наибольшей сложностью [13]. [c.15]

Максимальная высота фонтанирующего слоя...... [c.8]

В промышленности используются различные виды псевдоожиженных систем фонтанирующие, виброкипящие, комбинированные (первая стадия — фонтанирующий слой, вторая — обычный псевдоожиженный) и др. Некоторые растворы и суспензии обезвоживаются на псевдоожиженной инертной насадке, а вы.сушенный продукт выносится из сушильной камеры в виде мелочи. Растворы могут обезвоживаться с получением гранулированного продукта. [c.499]

Полное сопротивление фонтанирующего слоя максимальной высоты эквивалентно примерно двум третям его веса (или перепада давления при псевдоожижении) у более низких слоев оно меньше. Перепад давления, необходимый для создания фонтанирующего слоя, значительно выше, чем для его поддержания, из-за дополнительной энергии, расходуемой на движение газовой струи через плотный слой зернистого материала. По этой же причине скорость газа, ниже которой фонтан разрушается (она называется скоростью начала фонтанирования), несколько ниже той, при которой неподвижный слой переходит в фонтанирующий. [c.622]

Из приведенного краткого обзора типичных конструкций сушилок с псевдоожиженным и фонтанирующим слоями видно, что технология обогатилась целым рядом различных аппаратов, предназначенных не только для сушки зернистых материалов, но и для обезвоживания паст, растворов, суспензий и расплавов с получением продуктов в гранулированном виде. [c.513]

Основными параметрами являются размер твердых частиц или их гранулометрический состав, диаметр отверстия для ввода газа, поперечные размеры аппарата и угол его конусности, расход газа и высота слоя. Все эти факторы взаимосвязаны. Например, слой частиц песка размером 0,6 мм в аппарате диаметром 152 мм при диаметре отверстия для входа газа 16 мм будет переходить из неподвижного состояния в псевдоожиженное, не образуя фонтанирующего слоя, — независимо от высоты неподвижного слоя и скорости газа. В то же время, при диаметре отверстия [c.622]

Рис. XVII-5. Эпюра скоростей воздуха в фонтанирующем слое пшеницы .

Примером обработки экспериментальных данных в форме связи между обобщенными переменными может служить выражение (XII,5), полученное 9 при изучении сушки в фонтанирующем слое поливинилхлоридных смол, поливинилформальдегида, сополимера СГ-1 и пудры. Средний эквивалентный диаметр частиц колебался в пределах 0,43—2,2 мм. Опыты проводили в цилиндроконическом аппарате диаметр цилиндрической части 220 мм, входное отверстие в нижней части конуса 79 мм, угол конуса 37°, доля живого сечения решетки 80%. Упомянутое выше выражение имеет вид [c.518]

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]

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]

Вследствие распространения газа в периферийном кольцевом сечении по мере его восходящего движения продольный градиент давления в фонтанирующем слое возрастает от нуля в его основании до максимума у свободной поверхности слоя. Было найдено что изменение давления с высотой слоя обычно следует косинусоиде [c.626]

IV. МАКСИМАЛЬНАЯ ВЫСОТА ФОНТАНИРУЮЩЕГО СЛОЯ [c.630]

Движение зернистого материала в фонтанирующем слое является направленным и легко поддается изучению. В настоящее время опубликованы результаты ряда исследований, касающихся движения твердых частиц в фонтане и кольцевой зоне, интенсивности циркуляции зернистого материала и характеристик перемешивания. [c.634]

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]

Для одного и того же зернистого материала в фонтанирующем слое получались более низкие коэффициенты теплоотдачи, чем в псевдоожиженном. [c.643]

Определение коэффициентов теплоотдачи от твердых частиц к газу (или наоборот) в фонтанирующем слое усложняется трудностью выбора определяющей разности температур и активной поверхности теплообмена. В то время как температура частиц [c.645]

Реакторы с фонтанирующим слоем Реакторы с движугцимея слоем [c.10]

Одной из возможных причин подобных расхождений является субъективность визуальных наблюдений. Как показал Гольцикер , картпна поведения фонтанирующего слоя, зафиксированная на кинопленку, существенно зависит от частоты канров при съемке. — Прим. ред. [c.642]

Расширительная секция не гарантирует во всех случаях движения материала компактным слоем. Известны [1] системы, когда в конической секции образуется фонтанирующий слой, а в подводящей к ней снизу цилжн-дрической трубе происходит транспорт материала вверх в поршневой режиме. — Прим. ред. [c.23]

Исследов ие непрерывной сушки пшеницы в фонтанирующем слое проводили в аппарате диаметром 225 мм и высотой 1800 мм. Горячий воздух подводился по трубе диаметром 37 мм. Средний диаметр зерна пшеницы составлял 3,6 и 3,3 мм, исходная влажность — 25%. Для описания массообмена при сушке пшеницы в фонтанирующем слое авторы применили уравнение изотермической диффузии внутри зерна [c.517]

Фонтанирующий слой образуется при движении струи ожижающего агента через зернистый слой (рис. XVII-1). На практике ожижающим агентом обычно является газ (часто — воздух). Циркуляция твердых частиц обусловлена их ускорением под [c.620]

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]

Характер зависимости сопротивления слоя семян сурепки Д полн от расхода газа показан на рис. ХУП-З (кривая 1). Высокий пик давления перед стабильным фонтанированием не является специфической особенностью фонтанирующего слоя, как обычно считалось ранее он вызван вводом высокоскоростной газовой струи в слой сыпучего материала. Аналогичный пик наблюдается и в случае псевдоожижения в коническол апнарате , но он отсутствует в цилиндрическом, где газ распределен равномерно. [c.624]

Рис. ХУП-З. Зависимость сопротивления фонтанирующего слоя от расхода воздуха11 при его увеличении (сплопшые линии) и уменьшении (штриховые линии)

Оценка пика давления имеет практическое значение при конструировании дутьевых устройств для установок с фонтанирующим слоем. Манурунг считает, что АР сПкладывается из двух сопротивлений — разрыхлению слоя и газовому потоку. Опыты были проведены с различными материалами (полиэтилен, полистирол, уголь, семена сурепки, просо, й — 1—4 мм, рр = = 0,48—0,75 г/см ) в аппарате диаметром 152 мм с коническим основанием (угол 60°) и отверстиями трех диаметров 9,1 [c.625]

Таким образом, соотношение общего перепада давления фонтанирующего слоя высотой и псевдоожиженного слоя такой же высоты составляет 2/л = 0,64. Более обстоятельный теоретический анализ привел к значению 0,75. Наибольшее число опубликованных экспериментальных значений указанного со-отношення лежит в интервале 0.7—0,8. Учитывая, что экспери- [c.626]

Если высота слоя превысит максимально возможную в условиях фонтанирования, то фонтанирующий слой перейдет в псевдоожиженный (рис. XVII-2). Следовательно, если известна скорость начала псевдоожижения зернистого материала, то максимальная высота фонтанирующего слоя в данном аппарате может быть рассчитана по уравнению для скорости начала фонтанирования при замене значения i/ s на U f- Величина U f была найдена нри помощи уравнения Эргана для неподвижного слоя и равенства АР/Я = рЛ1 - ео) [c.630]

Простая связь между предельной высотой фонтанирующего-слоя и размером частиц по уравнению (XVII,8) была поставлена под сомнение при исследовании полидисперсных слоев, составленных из частиц алунда, стеклянных шариков, полистирола, размером 0,25—3,3 мм в аппарате диаметром 152,5 мм. Эксперимент показал, что с увеличением среднего размера частиц снаг чала возрастает, а затем падает, причем число Рейнольдса для частицы, соответствующей максимуму кривой, равно 70. Авторы полагали, что обычно [c.631]

Эффективность перемепгавания твердых частиц в негферывно-действующих фонтанирующих слоях определяли методом ступенчатого импульса, заменяя подачу обычных частиц окрашенныю мечеными. При этом отклик выражался концентрацией окрашенных частиц в пробах на выходе из слоя, отбираемых через интервалы в одну минуту. Твердый материал подавали в кольцевую зону сверху и выводили из слоя через отверстие, расположенное в коническом днище. Типичные результаты, полученные для аппаратов диаметром 150 мм при работе с пшеницей, представлены графически на рис. ХУП-9 в виде зависимости доли [c.639]

Порозность в кольцевой зоне фонтанирующего слоя такая же, как в неподвижном слое с наиболее рыхлой упаковкой и практически одинакова в различных частях кольцевой зоны з4,зв 3 время ядро слоя аналогично подъемному стояку, через который частицы движутся в разбавленной фазе при постепенном згмень-шении расхода газа и увеличении потока твердого материала по мере удаления от основания слоя. Таким образом, порозность в фонтане определяется взаимодействием между потоками газа и твердых частиц. [c.640]

Здесь уместно указать на общий порок методов измерения локальных значений какого-либо параметра с помощью датчика, размещаемого внутри псевдоожиженного (фонтанирующего) слоя структура системы нарушается датчиком в той самой точке, где Ъсуществ.чяется измерение локальной характеристики. — Прим. ред. [c.641]

Исследование теплообмена между стенкой и фонтанирующим слоем при использовании воды в качестве ожижающего агента показало, что в этом случае перенос тепла твердыми частицами, движущимися вдоль стенки аппарата, теряет свое значение по сравнению с конвективным переносом потоком самой воды. Медленное направленное движение твердых частиц в кольцевой зоне, по всей вероятности, ослабляет эти конвективные потоки коэффициенты теплоотдачи в фонтанирующих слоях составляли 430— 580 Вт/(м -К) [370—490 ккал/(м -ч-°С)], тогда как в пустом аппарате без твердых частиц при тех же рабочих скоростях они превышали ИЗО ВтДм -К) [975 (ккал/м -ч-°С)]. [c.644]

Теплоотдача от внутренних теплообменных элементов к фонтанирующему слою происходит в более благоприятных условиях, чем от ограничивающей слой стенки. Можно ожидать, что в зоне фонтана коэффициенты теплоотдачи будут близки к получаемым в псевдоожиженном слое, в а кольцевых тонах они даже могут быть несколгько выше, чем от стенки, вследствие турбулентности воздушного потока, вызванной теплообменпой поверхностью. Эти предположения подтверждаются результатами исследований Забродского и Михайлика использовавших небольшой электронагреватель (диаметром 4,2 мм, длиной 35 мм) в качестве зонда для изучения полей коэффициентов теплоотдачи . Температуру поверхности нагрева поддерживали постоянной (70 °С), а по количеству подведенной электроэнергии определяли тепловой поток. [c.644]

Найденные таким методом радиальные профили в верхней части фонтанирующего слоя приведены на рис. XVII-12. Значения коэффициентов теплоотдачи в ядре фонтана, составляющие 227— 273 Вт/(м -К) [195—235 ккал/(м -ч-°С)], — величины того же порядка, что и в случае псевдоожижения материалов аналогичных размеров в кольцевой зоне коэффициенты теплоотдачи оказались приблизительно на 30% ниже. Как и следовало ожидать, коэффициенты теплоотдачи быстро уменьшаются за пределами границы фонтана и кольцевой зоны. Вместе с тем, на самой поверхности раздела этих зон наблюдается небольшое повышение коэффициента теплоотдачи, которое, по Забродскому и Михайлику, объясняется эжектированием частиц из кольцевой зоны в фонтанирующее ядро потока. Значения коэффициента теплоотдачи в кольцевой зоне [157—193 Вт/(м - К), или 135—166 ккал/(м - ч - °С)] несколько выше, чем приведенные в предыдущем разделе для [c.644]

Рис. ХУ11-14. Типичные профили теьшератур в фонтанирующем слое в.

Постулируя, что тёплоотдача от газа к частице происходит преимущественно в зоне фонтана, авторы рассчитывали движущую силу ДГ но среднему значению температуры газа в фонтане, но в качестве поверхности теплообмена принимали поверхность всего твердого материала в слое . Рассчитанный таким способом коэффициент теплоотдачи для различных твердых материалов составлял только 17,5—35 Вт/(м -К) [15—30 ккал/(м -ч -°С)], что в 5—10 раз ниже, чем в псевдоожиженном слое при аналогичных условиях. Вероятно, столь низкие значения обусловлены тем, что в фонтанирующем слое только малая доля общего твердого материала слоя находится в зоне активного теплообмена, т. е. в фонтане. [c.646]

Так как температуры газа в ядре фонтанирующего слоя при подаче горячего воздуха всегда выше, чем в кольцевой зоне, то коэффициенты теплоотдачи, приведенные в работе Уемаки и Куго занижены, а представленные в работе Бартона и Рэтклиффа, — завышены по сравнению с действительными эффективными значениями. Однако эти расхождения слишком вблики, чтобы их можно было объяснить только приведенными выше причинами. В то же время результаты обоих исследований не допускают прямого сопоставления из-за различия методов определения коэффициентов теплоотдачи. [c.647]

Расчеты аппаратов кипящего слоя (1986) -- [ c.8 , c.12 , c.21 , c.82 ]

Массообменные процессы химической технологии (1975) -- [ c.307 , c.317 , c.319 ]

Промышленное псевдоожижение (1976) -- [ c.28 , c.29 ]

Фонтанирующий слой (1974) -- [ c.0 ]

Гидромеханические процессы химической технологии Издание 3 (1982) -- [ c.233 , c.234 ]

Процессы и аппараты нефтегазопереработки Изд2 (1987) -- [ c.323 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология