Гидродинамика слоя зернистых материалов

Гидродинамика псевдоожиженного слоя и расчет основных его характеристик. Поток жидкости, проходя отдельными струями по каналам между твердыми частицами, образующими неподвижный слой, оказывает динамическое воздействие на зерна твердого материала. Величина этого гидродинамического воздействия растет с увеличением скорости движения жидкости при ее подаче снизу вверх через слой зернистой загрузки вплоть до того момента, когда силы гидродинамического давления восходящего потока станут равны весу погруженного в жидкость слоя загрузки. При таком гидродинамическом равновесии твердые частицы получают возможность взаимного пуль-сационного перемещения, интенсивность которого зависит от скорости движения жидкости. С увеличением скорости восходящего потока слой теряет свое первоначальное устойчивое положение и начинает расширяться, переходя во взвешенное состояние. Расширение слоя загрузки сопровождается уменьшением концентрации твердой фазы в единице объема слоя, однако перепад давления в случае псевдоожижения мелкозернистого материала в цилиндрических аппаратах остается постоянным до тех пор, пока силы гидродинамического давления не станут больше веса единичной твердой частицы. Дальнейшее увеличение скорости жидкости приводит к уносу твердых частиц из слоя, что нежелательно для адсорбционных аппаратов с псевдоожиженным слоем. [c.171]

Во МНОГИХ случаях, например при движении жидкости через зернистый слой твердого материала, ена перемещается внутри каналов сложной формы и одновременно обтекает твердые частицы. Такие условия наблюдаются в процессах фильтрования, массопередачи в аппаратах с насадками, в химических процессах, осуществляемых в реакторах с твердыми катализаторами, н т. д. Анализ движения жидкостей в случаях та кич смешанной задачи гидродинамики проводят, как правили, приближенно сводя его к решению внутренней или внешней задачи. [c.37]

Уменьшение сопротивления слоя с увеличением скорости можно объяснить влиянием двух факторов , изменением гидродинамики псевдоожиженного слоя и ростом динамического напора струй, вытекающих из отверстий распределительной решетки. При больших диаметрах отверстий решетки 7—9 мм псевдоожиженный слой представляет собой совокупность отдельных фонтанов, доля зернистого материала в которых [c.68]

Течение сплошной среды в слое зернистого материала. Попытаемся теперь использовать изложенный выше материал для определения сил межфазного взаимодействия в слое зернистого материала. Путь к решению этой задачи подсказан в работе [28] и состоит в том, что исследование течения через зернистый слой является смешанной задачей. Поток жидкости и обтекает зерна и протекает в порах между ними. Однако причины, упомянутые выше, не позволили авторам цитируемой монографии развить это фундаментальное положение. Кроме того, выбор в качестве харакеристического только одного линейного параметра (диаметра частицы или диаметра канала) ведет, по-существу, к противопоставлению описаний, с точки зрения внутренней и внешней задач гидродинамики. [c.21]

К смешанной задаче гидродинамики относится также движение восходящего потока жидкости или газа через подвижный слой зернистого материала. При малых скоростях потока слой соприкасающихся друг с другом частиц остается неподвижным, так как газ или жидкость проходит по межзерновым каналам и пустотам, т. е. фильтруется через слой. При этом часть скоростного напора расходуется на преодоление трения при движении по извилистым межзерновым каналам о поверхность твердых частиц, а также о стенки аппарата. Обычно трение потока о стенки аппарата пренебрежимо мало (если диаметр аппарата Dann достаточно велик по сравнению с диаметром частиц d,) и гидравлическое сопротивление слоя не превышает веса твердых частиц, приходящегося на единицу площади решетки, поддерживающей слой. [c.217]

Второе направление базируется на основных положениях гидродинамики плотного слоя зернистого материала. Гидроди- 1амика плотного слоя достаточно полно разработана в трудах [c.19]

Гидродинамика потока в зернистом слое имеет ряд особенностей но сравнению с течением газов в трубах. Зерна материала с одной стороны омываются потоком (внешняя задача), с другох стороны образуют каналы, в которых движется ноток газа (внутренняя задача). Скорость потока непостоянна как по сечению, вследствие различных типов упаковок, так и по длине слоя из-за периодического сужения и расширения каналов. Эти особенности затрудняют оценку режима течения, вследствие чего данные о границах перехода от ламинарного течения к турбулентному различаются у разных авторов. По Чилтону и Кольборну [2] переходная область для неподвижного зернистого слоя лежит в пределах чисел Рейнольдса 20 Ке 100. В опытах И. М. Федорова [3] для угля с размерами зерен от 3 до 12 мм. было найдено, что в переходной области 15 Ке 350. По данным других авторов переходная область для слоя зернистого материала характеризуется числами Рейнольдса 20 Ке 200 [4]. Для слоя сорбента с размерами зерен от 1 до 5 мм и удельных скоростей потока [c.213]

Вместе с тем следует отметить, что роль метода, рассмотренного в разд. 4.2.1, при проектировании газораспределительных решеток с помощью ЭВМ не снизилась, так как такой расчет позволяет получить первое приближенное представление о гидродинамике в слое зернистого материала и выявить область допустимых решений, что упрошает дальнейшее применение ЭВМ и сокращает общее время решения задачи. [c.111]

Многие авторы рассматривают движение газов через слой твердых частиц зернистого сыпучего материала как внутреннюю задачу (движение в каналах между частицами), другие — как внешнюю (внешнее обтекание частиц). Есть исследования 162], в которых движение ожижающего агента через слой рассматривается на фоне ,пе-риодического сужения и расширения струй потока при проходе через участки сечений, где имеется наибольшее сближение частиц. Несмотря на то, что основные положения этих методов различны, они дополняют друг друга, и расчетные зависимости, выведенные на их основе, дают результаты, очень близкие между собой. В настоящей работе при анализе гидродинамики слоя предпочтение отдано первому методу (внутренняя задача) как наиболее достоверному. [c.42]

Для проведения исследований была собрана установка псевдоожиженного слоя непрерывного действия, изображенная на рис. 1, состоящая из следующих элементов цилиндрического аппарата 1 с внутренним диаметром 124 мм и высотою 1200 мм циклона 2 фильтра 3 вакуум-насоса 4. Аппарат 1 имеет верхний штуцер 5, на котором смонтирован загрузочный бункер 6 и лопастной питатель 7. На нижнем штуцере 8 смонтированы выгружающий питатель 9 (лопастного типа) и приемный бункер 10, позволяющий производить отбор проб зернистого материала из аппарата 1. Оба питателя приводятся во вращение от электроприводов, состоящих из двигателей 11 постоянного тока, выпрямительного устройства 12, цилиндрических зубчатых редукторов 13 открытого типа. Во избежание подсоса воздуха и нарушения вследствие этого гидродинамики слоя бункера 6 и 10 выполнены герметично. Для отбора пыли в циклоне 2 предусмотрен шаровый кран 13, позволяющий отбирать пыль во время работы аппарата, не нарушая герметизацию установки. Сопротивление псевдоожиженного слоя замерялось диф-манометром 14. Контроль за расходом воздуха осуществлялся с помощью калиброванной диафрагмы 15 в паре с дифмапометром 16. [c.61]

В последнее время заметен положительный сдвиг в области экспериментальной гидродинамики зернистого слоя, вызванный разработкой специальных электродиффузионных, термоанемомет-рическпх и пневмометрических датчиков скорости, а также ири-мепепия лазерного доплеровского измерителя скорости [3]. Последний метод имеет то преимущество, что не вносит возмущений в структуру среды и в поток, однако предъявляет особые требования к оптической однородности материала частиц. В случае применения контактных датчиков для измерений в зернистом слое особенно остро стоит вопрос о корректности эксперимента. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология