Порозность слоя зернистого

Рис. II. 9. Константы Козени — Кармана для зернистого слоя из элементов различной геометрической формы в зависимости от порозности слоя

Ежегодно публикуется значительное число работ по определению коэффициентов массо- и теплообмена. в зернистом слое из элементов различной формы. Полученные опытные данные выражаются в безразмерной форме как функции критериев Рейнольдса и Прандтля. По методу обработки данные различных авторов отличаются величинами определяющего размера и характерной скорости, входящими в критерии подобия. Скорости газа (жидкости) относятся ко всему сечению аппарата или только к незаполненному. В качестве характерного размера системы чаще всего принимается средний размер элементов слоя. Если в работе имеются данные о порозности слоя и размеры элементов слоя, то не представляет трудностей рассчитать величины Ре, и Ыпэ. Предложенные авторами обобщенные зависимости в табл. IV. 3 пересчитаны на принятые нами параметры с учетом бывшей в опытах порозности в. При отсутствии сведений о значениях е, последние принимались по средним данным, приведенным на стр. 15, с учетом формы элементов слоя и отношения [c.153]

Порозность слоя е (доля пустот, относительный свободный объем) зернистого материала определяется по формуле [c.47]

При восходящем потоке газа (паров или жидкости) через плотный слой зернистого материала при увеличении скорости потока растет сопротивление слоя и ослабляется взаимное давление частиц. При достижении некоторого критического значения скорости сопротивление слоя становится равным его весу, частицы перестают оказывать взаимное давление, слой переходит во взвешенное состояние, частицы получают возможность перемещаться в пределах слоя. При дальнейшем увеличении скорости потока IV > расстояние между частицами увеличивается, порозность слоя е возрастает, вызывая тем самым снижение скорости потока в поровом канале (УИд = УК/е), а следовательно, и силы, действующей на частицу, до значения, равного ее весу. Тогда восстанавливаются условия состояния взвешенного слоя, но уже при новом, большем значении его пороз-ности Е. [c.462]

Такую же форму зависимости (1.22) можно сохранить и для систем, имеющих порозность насыпанного зернистого слоя бо, [c.24]

В тех случаях, когда параметры модели, используемые в решении конкретной задачи, не будут варьироваться в ходе решения (например, С = 9,81 (ускорение свободного падения), / = 3,14 (число л-), =0,4 (порозность слоя зернистого вещества) и т.д.), проще всего обеспечивать их ввод в тело программы в жесткой форме при помощи оператора LET (здесь и далее - язык программирования Бейсик) . [c.146]

Слои зернистых материалов могут состоять из частиц одинакового (монодисперсный слой) и различных диаметров (полидисперсный слой). Важнейшими характеристиками зернистого слоя являются относительная объемная доля пустот е, называемая порозностью, размер частиц их форма и удельная поверхность/ м /м . Если в объеме зернистого слоя V м содержится м плотного (монолитного) материала, то г = (V — 1 — У У. [c.77]

Следовательно, можно было ожидать, что при обработке экспериментальных данных по уравнению (IX,16) наилучшие результаты будут получены если принять / (е) = 0,60. Фактически оказалось что в диапазоне 0,43 < е < 0,68 справедливо / (е) = 0,81 0,06. Опытные данные приведены на рис. 1Х-4. в виде зависимостей 81 8с /з от ийЫ по формуле (IX,16) и от i/d/v (1 — е) по формуле (IX,14), отвечаЮШ,ей экспериментально исследованному диапазону низких порозностей. Очевидно, что первый путь представления данных несколько проще второго даже для диапазона низких значений е тем более это справедливо в области высоких значений е. Уравнение (IX,15), отвечающее высоким значениям порозности, было использовано для корреляции опытных данных по неподвижному спою. Такой прием не может быть рекомендован (хотя он влечет за собой небольшую ошибку), так как значения е почти одинаковы для всех беспорядочно загруженных неподвижных слоев зернистых материалов. [c.387]

Для данной массовой скорости зернистого материала или перепад давления уменьшается нри постепенном понижении расхода газа от точек С или Р до точек О или С, соответственно. Одновременно уменьшаются также скорость частиц и порозность слоя, но возрастает гидростатический напор. В точке Г) (или ( ) напор твердого материала превысит воздействие газового потока, и дальнейшее уменьшение последнего будет сопровождаться быстрым ростом перепада давления. При достижении точки Е [c.607]

При скорости и о потока ниже некоторого критического значения (скорости псевдоожижения) слой зернистого материала (рис. 6-16, а) находится в неподвижном состоянии, его гидравлическое сопротивление увеличивается (линия ЛВС на рис. 6-16, г), а порозность е и высота Я практически неизменны (линия ЛВС на рис. 6-16, д). Закономерности движения потока для этого случая были рассмотрены выше. По достижении некоторой критической скорости соответствующей точке С на рис. 6-16, г, д, гидравлическое сопротивление зернистого слоя становится равным его весу [c.123]

Критическое напряжение сдвига зависит не только от нормального напряжения, но и от плотности зернистого слоя, его порозности. Сдвиговые деформации в слое, имеющем порозность больше критической (рис. 36, а), вызывают уплотнение среды до разновесного состояния, при котором порозность слоя становится равной критической. Если порозность слоя меньше некоторой критической величины (рис. 36, б), то при сдвиге происходит разупрочнение сыпучего тела (ДУ > 0). [c.61]

Основной причиной неоднородности течения в слое является неоднородность самого зернистого слоя. Хорошо известно, что даже малые изменения порозности слоя приводят к заметным изменениям скорости газа, движущегося через слой. Неоднородности структуры возникают в результате деформации слоя под действием приложенной к нему нагрузки. Деформация будет тем больше, чем больше размеры слоя. [c.54]

Движущийся (сползающий иод действием силы тяжести) плотный слой зернистых материалов можно наблюдать в бункерах, в течках циклонов, в колонных аппаратах (например, ири гиперсорбции) и т. п. Порозность такого слоя [c.440]

Теплообмен в неподвижном зернистом слое. Теплообмен при движении теплоносителя через слой зерен или насадки является сложным процессом, зависящим от формы и размера зерен (элементов насадки), материала насадки, порозности слоя, физических свойств теплоносителя, температур теплоносителя и насадки и т. д. [c.293]

Полунепрерывный процесс часто осуществляют в колонном аппарате, заполненном неподвижным слоем зернистого ионита, через который сверху вниз или снизу вверх фильтруется взаимодействующий с ним раствор электролита. Высота слоя ионита, необходимая для достижения хороших показателей обмена, зависит от его ионообменных свойств и порозности (которая обычно несколько меньше 50%), от объемной скорости раствора и его свойств (концентрации, плотности, вязкости) и проч. Продуцирующий процесс и процесс регенерации ионита периодически сменяют друг друга, причем в обоих режимах растворы могут перемещаться в одном или в противоположных направлениях. В последнем случае регенерацию называют противоточной. [c.308]

Ссыпая слой зернистого материала па горизонтальную плоскость, можно наблюдать, что при небольшой скорости движения материала его частицы скатываются вдоль по осыпи, образуя откос, наклоненный под некоторым углом к горизонту (рис. УП-З). Этот угол называется углом естественного откоса. Наиболее часто он колеблется в пределах от 30 до 40°. Для сухого зернистого слоя этот угол приближенно соответствует углу внутреннего трения и часто применяется как характеристический параметр исследуемого слоя вследствие легкости его измерения. В действительности же этот параметр не характеризует правильно динамических свойств слоя, поскольку он зависит от многих факторов, влияющих на его невоспроизводимость (изменение порозности насыпанного слоя в различных случаях измерения, появление локальных спайностей в нем и т. д.). [c.344]

Достоинством этого соотношения является то, что для расчетов достаточны минимальные сведения о физических параметрах зернистого слоя а и е. Порозность слоя е выражает долю свободного пространства между частицами в единице объема, занятого слоем адсорбента, и ее нетрудно найти, имея табличные значения насыпной массы Рн и кажущейся плотности рк активного угля [c.156]

В аппарате с неподвижным слоем материала процесс теплообмена между дисперсной твердой фазой и потоком газа (жидкости) состоит из переноса теплоты из сплошной фазы теплоносителя к поверхности частиц материала (внешняя теплоотдача) и переноса теплоты внутри частиц. Теплоотдача при движении теплоносителя через слой зернистого материала или насадки является сложным процессом, зависящим от размера и формы зерен (или насадки), порозности слоя, физических свойств теплоносителя и т.н. Предложен ряд зависимостей для определения коэффициентов теплоотдачи а. Например [c.310]

Общие положения. Слой зернистого твердого материала, пронизываемый восходящим потоком жидкости или газа, может находиться в двух качественно различных стационарных состояниях. При скорости потока ш ниже некоторой критической величины Шо твердые частицы неподвижны (рис. 1-19, а), порозность слоя е неизменна, а его гидравлическое сопротивление Ар, как было показано в предыдущем разделе, возрастает со скоростью ш. По достижении скорости Wo гидравлическое сопротивление зернистого слоя становится равным его весу, слой взвешивается, твердые частицы теряют прежний взаимный контакт, получают возможность перемещаться и перемешиваться слой расширяется, в нем наблюдается проскакивание газовых пузырей, а на его свободной поверхности — волны и всплески. В этом состоянии (рис. 1-19, б) слой напоминает кипящую жидкость, благодаря чему он назван псевдоожиженным, или кипящим. С дальнейшим ростом скорости потока до некоторой величины м о слой продолжает расширяться и интенсивность движения частиц увеличивается. При ю > м о сила гидродинамического сопротивления становится больше силы тяжести и твердые частицы выносятся из слоя. Скорость ы>о называется ско- [c.79]

Коэффициент теплообмена между псевдоожиженным слоем зернистого материала и поверхностью увеличивается с повышением концентрации и скорости движения твердых частиц. Однако при возрастании скорости газа увеличивается порозность слоя и уменьшается концентрация частиц. Поэтому при увеличении скорости газа коэффициент теплообмена вначале увеличивается, [c.590]

Порозность псевдоожиженного слоя зернистого материала в поле центробежных сил быстро увеличивается по мере приближения к оси вращения это отчетливо видно при визуальных наблюдениях за поведением слоя [98, 126, 142]. Расширение рассматриваемого слоя (локальное и полное) зависит от ряда одновременно действующих факторов. [c.107]

Итак, полного решения задачи о движении жидкости в зернистом слое произвольной структуры не существует. В то же время экспериментальное определение перепада давления при движении замеренного расхода жидкости или газа через трубку с зернистым слоем относительно просто. Поэтому число опубликованных исследований по измерению гидравлического сопротивления зернистых слоев различных конкретных матеряалов очень велико и продолжает увеличиваться. Для обобщения полученных результатов и вывода удобных для инженерного расчета формул существенно, однако, чтобы при замерах перепада давления и расхода жидкости фиксировались также такие основные параметры слоя, как порозность слоя е, удельная поверхность а и средний линейный размер элементов d. Методы измерения этих величин весьма разнообразны и мы изложим только некоторые основные из них. [c.47]

Для осуществления технологических процессов в гетерогенных системах с псевдоожиженным слоем зернистого материала требуется знание не только усредненных значений скорости ожижающего агента w и средней порозности е, но также характера изменения этих параметров по высоте и сечению слоя и во времени. С локальными и мгновенными значениями упомянутых и некоторых других параметров псевдоожиженного слоя сопряжено понятие о качестве псевдоожижения. [c.118]

Для слоя зернистого материала при свободной укладке это выражение дает совпадение с экспериментом с точностью 25%, но его нельзя применять для плотных слоев упорядоченной укладки с аномальной порозностью (например, для колец Рашига) или засыпок повышенной порозности (слой волокнистого материала, для которого е = 0,6—0,98). При таких высоких значениях порозности [c.70]

Выше отмечалось, что по мере увеличения скорости газового потока, фильтрующегося через неподвижный слой зернистого материала, увеличивается его порозность и он переходит в псевдоожиженное состояние. Последующее увеличение скорости газа приводит к дальнейшему уменьшению концентрации твердого материала в псевдоожиженном слое и, наконец, к выносу слоя, т. е. к состоянию пневмотранспорта. Естественно предположить наличие связи между физическими параметрами слоя, газового потока и порозностью во всем интервале перехода от неподвижного слоя к его выносу, т. е. к состоянию пневмотранспорта. Такая зависимость предложена на основе обобщения большого экспериментального материала в работе [33]. [c.20]

Эти флуктуации порозности существенны в процессах хроматографии и ионного обмена. Наличие их неизбежно в насыпанном зернистом слое, сочетающем геометрически стабильные структуры отдельных ансамблей элементов слоя с изотропностью его как целого. При регулярных укладках, как мы видели выше, просвет в плоскостях, перпендикулярных потоку, непрерывно меняется в пределах от ifmin до ijjmax. При нерегулярной укладке шаров слой в целом изотропен и, в соответствии с принципом Кавальери — Акера, средний просвет ф во всех горизонтальных сечениях аппарата (при d 0з ) одинаков и равен средней порозности слоя ё, что подтверждено и экспериментально [Щ. Этому значению равен и средний линейный просвет = ё = -ф [c.10]

II. Слой состоит из двух или нескольких ситовых классов зерен с модулем дисперсности dmax/dmm > 2. Зерна малого размера тогда могут частично входить в промежутки между крупными. Структура зернистого слоя при этом существенно изменяется резко падает порозность слоя е и возрастает извилистость Т [26, М. R. Wyllie 39]. Значение К возрастает при этом до 7,2 (см. рис.,11. 9). Для зерен неправильной формы такое увеличение К отсутствует, несмотря на некоторое снижение е. Извилистость Т для смеси частиц сланца также не увеличилась [39]. Возможно, что для шероховатых частиц неправильной формы структура слоя при наличии полидисперсности не нарушается. [c.58]

В природных грунтах порозность слоя зависит от его полидисперсности. Рис. II. 10 заимствован нами из работы Кондратьева [72] и на него нанесено также несколько точек по данным Требина [57] для зернистых слоев, образованных из нескольких фракций нефтеносных песков. По оси абсцисс отложен коэффициент неоднородности грунта по Хазену т] = deo/i io, где 60 — диаметр сита, через который проходит 60% (масс.) образца, а 10—10%. Приведенный график дает представление о порядке колебаний е для полидисперсных зернистых слоев из природных материалов. [c.59]

Конвективная составляющая пристенной теплоотдачи зависит от порозности слоя е, которая определяет средние скорости газа в слое и в пристенной области, а также число точек контакта элементов слоя со стенкой на единицу ее поверхности чем меньше е, тем больше число контактов и сильнее турбулизируется поток газа у стенки. С учетом этого, в качестве хараК терной скорости в слое нужно принять v = ы/е, а в качестве определяющего размера da = 4 е/а, так же, как это сделано при рассмотрении гидравлического сопротивления зернистого слоя. Поскольку da входит как в Nua ет, так и в Res, зависимость между которыми для конвективной теплоотдачи близка к линейной (см. табл. IV. 2), то для простоты поверхность стенки можно не учитывать при расчете поверхности элементов слоя в единице его объема, даже при малых отношениях D n/d. [c.129]

Коэффициент X зависит в этом случае от порозности слоя. Исследования сопротивления зернистого слоя проводились Ценцом н Отмером Лева , Блейком , Карманом Козени Оманом и Ватсоном Чилтоном и Колборном Хаппелом Эрга ном Ризком и др. [c.54]

Пристеночный эффект не только изменяет порозность слоя, но и приводит к неравномерной порозности его по сечению аппарата. Это, в свою очередь, вызывает неравномерность распределения скоростей потока скорости у стенок, где доля свободного объема слоя больше и сопротивление движению ниже, превышают скорости в центральной части аппарата. Таким образом, в пристенных слоях может происходить проскок ( бай-пасирование ) большей или меньшей части потока без достаточно продолжительного контакта с зернистым слоем. По той же причине может наблюдаться и неравномерность распределения жидкости при ее пленочном течении в насадочных абсорбционных и ректификационных колоннах (см. главу XI). [c.105]

При D/d < 10 заметно проявляется так называемый пристеночный - увеличение порозности слоя е у стенки по сравнению с таковой в центральной части аппарата. Это приводит к неравномерному распределению скоростей по сечению аппарата (у стенки скорость может быть значительно больше) и, как следствие,-к проскоку части потока без достаточно продолжительного контакта с частицами зернистого слоя. Такое явление часто называют бай-пасированием. [c.121]

Составляющая Хконд зависит от теплопроводности материала зерен катализатора и еще более — от порозности слоя eq и теплопроводности газа X. Составляющую > конв обычно представляют в форме конвА = 5 Ре, где Ре = Re Pr, а В находят в зависимости от отношения диаметров катализаторной трубки и зерна D/d, а также формы зерен порядок В = 0,1. Составляющая Х в зернистом слое играет, как правило, подчиненную роль из-за относительно невысоких температур и многократного взаимного экранирования зерен. Коэффициент теплоотдачи от слоя к стенке а определяют по эмпирическим и полуэмпирическим соотношениям. [c.536]

Расширение псевдоожиженного слоя. Псевдоожижение слоя зернистых материалов сопровождается его расширением — увеличением его объема и порозности е по мере повышения скорости ожижающего агента w. Если объем слоя в неподвижном состоянии равен Уо (порозность Со), а в псевдоожиженном — V (порозность е), то степень расширения слоя составляет VIVa- Однако объем твердого материала V . одинаков в обоих состояниях слоя, поэтому Vt = Vo (1 — о) = V — б), откуда WVo = (1 — [c.86]

Здесь А.Г — коэффициент теплопроводности газа, движущегося через зернистый слой — коэффициент, характеризующий влияние факторов процесса переноса тепла, не зависящих от скорости протекающего газа е — порозность слоя w — скорость газа, отнесенная к полному поперечному сечению слоя d — диаметр твердых частиц, образующих зернистый слой. Множитель Вд зависит от формы и размера частиц, а также от ширины или диаметра зернистого слоя D для DJd > 6 опытол установлено So = 0,053, а для DJd < 6 найдено В = 0,033. Величина зависит от теплопроводности газа к,, и твердых частиц kj, а также от порозности слоя е и может быть найдена на графике (рис. VI-5). [c.278]

Псевдоожижеиный слой зернистого материала может существовать в пределах следующих скоростей потока газа (пара, жидкости) от критической скорости псевдоожижения Шкр до скорости потока а)у, при которой начинается унос твердых частиц. При увеличении скорости потока от Юкр до Юу псевдоожи-женный слой расширяется и порозность его повышается. [c.444]