Поток через неподвижный зернистый

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]

При движении двухфазных потоков через неподвижные зернистые слои эта граница разделяет поток и элементы, составляющие слой. [c.111]

Движение потока через неподвижные зернистые слои [c.120]

Рассмотрено явление возникновения неоднородности фильтрационного потока газа при течении через неподвижный зернистый слой. Предложена идеализированная модель течения, представляющая обтекание пористого элемента в канале. Асимптотический случай малой величины зазора между пористым элементом и стенкой канала соответствует условиям проявления неоднородности. Отмечено влияние конвективной диффузии в приграничной зоне на формирование крупномасштабной неоднородности. Сопоставление расчетных и экспериментальных данных свидетельствует об адекватности предложенной модели. Пл. 3. Библиогр. 19. [c.175]

Поскольку зернистые материалы и насадки могут быть разнообразной формы (гранулы, таблетки, шарики, кольца и т.п.), то каналы, образованные пустотами в слоях этих материалов, имеют очень сложную конфигурацию. Поэтому при движении жидкости или газа через неподвижные зернистые слои поток одновременно обтекает отдельные элементы слоя и движется внутри каналов сложной формы. Анализ такого движения составляет смешанную задачу гидродинамики. Однако для упрощения расчета подобных процессов их обычно относят к внутренней задаче тогда, в соответствии с уравнением (6.24), можно записать [c.120]

Величина показателя степени при Re, большая единицы, свидетельствует о переходном режиме движения жидкости. Так, в случае теплообмена для переходного режима движения жидкости в трубках и каналах получена величина т = 1,18 1,24 [169], а при исследовании пластинчатых теплообменников, в которых дополнительная турбулизация потока вызвана сужением п расширением лабиринтной сети каналов, получена величина т= 1,06- 1,15 [34]. Степени, большие или близкие к единице, при критерии Рейнольдса получили также многие исследователи, обобщавшие зависимости по теплообмену при движении жидкости (газа) через неподвижный зернистый слой [82, 120, 188, 194]. [c.186]

В литературе имеются работы, посвященные экспериментальному изучению скоростей теплопередачи и диффузии при прохождении газовых потоков через неподвижный слой, состоящий из зернистых частиц. В этих работах получены обобщенные эмпирические уравнения для определения значений коэффициентов переноса массы в зависимости от режима движения потока. На примере процесса высушивания твердых частиц в струе воздуха в ряде работ изучались скорости переноса тепла и массы, причем зерна высушиваемого слоя по размерам и форме моделировали гранулы промышленных катализаторов. [c.399]

К режиму идеального вытеснения довольно близко прохождение жидкости (а особенно газа) через неподвижный зернистый слой в узких длинных трубках (например, в трубках, заполненных катализатором). Нужно иметь в виду, что течение жидкости по пустым трубам, особенно если оно ламинарное, сильно отличается от идеального вытеснения. Это является следствием влияния профиля скоростей на оси трубы частицы потока обгоняют основную массу, а у стенок отстают, причем у самой стенки есть зона застоя, где скорость падает до нуля. Это положение схематически проиллюстрировано рис. 13.7. [c.60]

В отличие от горизонтального, при вертикальном транспорте частицы взвешены и распределены в потоке относительно равномерно, по крайней мере, до возникновения поршневого режима. В связи с этим правомерно рассматривать вертикальный транспорт как движение газа через расширившийся зернистый слой с относительной скоростью — Пр. Тогда, как и для неподвижного или однородного псевдоожиженного (порозностью не ниже [c.608]

В технических процессах часто приходится определять характеристики потока газа и жидкости через неподвижные или движущиеся слои твердых частиц. Обычно зернистый слой рассматривают как систему параллельных изогнутых капиллярных труб. При этом для зернистого слоя можно использовать модифицированное соотношение [c.67]

Необходимо количественно оценить эффективность каждого способа загрузки. Известно, что аэродинамические неоднородности потока реагентов, проходящего через неподвижный слой зернистого катализатора, снижают выход целевого продукта. Степень этого снижения зависит от типа реакции, величины и знака теплового эффекта, энергии активации, констант равновесия и ряда других параметров [9]. [c.159]

Кинетика химических превращений в присутствии твердого катализатора осложняется тем, что появляется дополнительное диффузионное сопротивление пристенного слоя жидкости, омывающей твердые частицы. Массоперенос вещества из жидкости к поверхности одиночной сферической частицы описывается уравнением (II.65). Если поток жидкости проходит через неподвижный слой зернистого материала, то структура уравнения, очевидно, не должна претерпевать существенных изменений, только за характерный линейный размер следует принимать не диаметр частицы, а эквивалентный диаметр межзерновых каналов. С учетом этой особенности исследователями [126] в результате обобщения многочисленных опытных данных были получены следующие уравнения, характеризующие массоперенос вещества в гомогенной жидкости [c.75]

При продувании газа, содержащего определенную концентрацию Со (кг/м ) сорбируемой примеси, через неподвижный слой зернистого сорбента происходит послойная отработка шихты (режим параллельного переноса по Шилову [228]). За фронтом распространяющейся сорбционной волны локальная концентрация а (кг/кг шихты) сорбированной зернами примеси достигает значения UQ, равновесного с Со, а перед фронтом а = 0. При сорбции паров из воздушного потока зернами активированного угля или силикагеля значение ад обычно на 4—5 порядков выше значения Со- [c.188]

В случае неподвижного зернистого слоя, находящегося в аппарате, движение потока (кривая 4) приближается к движению толчками . Если же газ протекает через взвешенный (псевдоожи-женный) слой, динамическая характеристика (кривая 3), как показывает опыт, приближается к кривой идеального перемешивания. [c.201]

Одними из первых адсорбционных аппаратов, освоенных в промышленных условиях, были адсорберы с неподвижным плотным слоем. Простота устройства и надежность работы обусловили широкое использование аппаратов этого типа и в настоящее время, несмотря на ряд недостатков. Принцип действия адсорберов с неподвижным слоем заключается в пропускании жидкости, содержащей органическое загрязнение, через неподвижный плотный зернистый слой, который адсорбирует растворенные вещества, переносимые потоком. Существуют также аппараты непрерывного действия с движущимся плотным слоем. В верхнюю часть их непрерывно подается адсорбент, который движется сверху вниз обычно без нарушения контакта между частицами, а снизу подается раствор с определенной начальной концентрацией раствора. В задачу расчета таких аппаратов входит определение времени работы аппарата до появления проскоковой концентрации (в аппаратах периодического действия), степени использования адсорбента, размеров аппарата и т. д. [c.128]

С феноменологической точки зрения течение жидкости через неподвижный слой адсорбента представляет собой смешанную задачу гидродинамики поток, заполняющий свободное пространство между частицами слоя, обтекает зерна и движется внутри каналов неправильной формы и переменного поперечного сечения Однако прн оценке перепадов давления в зернистом слое принимают в соответствии с выбранной моделью в качестве определяющего размера либо диаметр зерна загрузки й, либо эквивалентный диаметр норового канала э- Поэтому в инженерной практике для определения гидравлического сопротивления плотного слоя используют уравнения типа [c.155]

Общая характеристика взвешенного слоя. При прохождении газа (жидкости) через слой зернистого материала различают три основных случая состояния этого слоя I) плотный слой, в котором твердые частицы находятся в тесном соприкосновении друг с другом, а расстояние между частицами и объем слоя остаются неизменными при некотором изменении скорости потока, проходящего через слой плотный слой может быть неподвижным или движущимся 2) взвешенный, частным случаем которого является кипящий, или псевдоожиженный, слой, в котором частицы в пределах слоя находятся в движении, а расстояние между частицами и объем слоя меняются в зависимости от скорости [c.11]

При рассмотрении движения потока жидкости и газа через неподвижные слои зернистых материалов и насадок основная задача сводилась к определению гидравлического сопротивления этих слоев и отысканию оптимальных условий проведения процессов в аппаратах, заполненных неподвижными слоями зернистых материалов или насадки. [c.123]

С одним параметром D (см /с) и решений этого дифференциального уравнения при данных начальных и граничных условиях. Обычно рассматривали лишь одномерные задачи перемешивания в продольном или поперечном псевдоожижающему потоку направлениях. В общем случае тензор коэффициентов диффузии считали имеющим две различные компоненты О род и Dnonep. аналогично процессам перемешивания в газе или жидкости, протекающих через неподвижный зернистый слой [2]. [c.98]

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]

Отметим, наконец, что для псевдоожиженного слоя можно представить явление, аналогичное сублимации твердого тела. Действительно, если через неподвижный слой зернистого материала движется ноток ожижающего агента значительной вязкости, то при малых скоростях вследствие сцепления частиц слой будет оставаться неподвижным. Но как только частицы получат возможность перемещаться (отрываются от слоя), они тотчас же будут вынесены из слоя потоком вязкого ожижающего агента, минуя стадию псевдоожижения. Аналогичное явление возможно также при — т- [c.388]

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]

В слое (не считая решетки) от скорости ожижающего агента w (жидкости, газа) в незаполненном сечении аппарата. На рис. 1-21, а показана кривая идеального исевдоожижения моно-днсперсного слоя твердых частиц в аппарате постоянного поперечного сечения /j.. Восходящая ветвь ОА (прямая при ламинарном течении и кривая при других режимах) соответствует движению ожижающего агента через неподвижный зернистый слой. Абсцисса точки А w = w o) выражает скорость начала исевдоожижения. Горизонтальный участок АВ изображает псевдоожиженное состояние, характеризующееся равенством сил давления потока на слой твердых частиц и их веса здесь сохраняется Ар = onst. Абсцисса точки В выражает скорость начала уноса Wq. При скоростях W > w o твердые частицы выносятся потоком, вес слоя падает и, следовательно, уменьшается Ар. [c.83]

Тем не менее полезно оценить /о из общих принципов, что необходимо для проектирования аппаратуры, а также вследствие затруднительности воспроизводства реальных заводских условий в лаборатории, особенно в случаях высоких рабочих давлений и температур. Поскольку при IУпроблема определения 11о по существу сводится к нахождению такой скорости потока, при которой перепад давления в неподвижном слое уравновесит вес частиц, приходящихся на единицу площади поперечного сечения. В связи с этим ниже вкратце рассмотрены некоторые положения теории движения жидкости через неподвижные зернистые слои, [c.24]

В работе Зюлковского использован метод непосредственных измерений градиента температуры в зернистом слое и в контактирующем с ним материале, теплопроводность которого известна. Исследованию подвергалась неподвижная газовая фаза, а также газ, проходящий через слой. При стационарном режиме, когда тепловой поток через материал, теплопроводность которого из- [c.74]

Следует отметить еще один момент, не рассмотренный автором главы При решении уравнений во всех случаях рассматривались свойства слоя на бесконечном удалении от пузыря, что, видимо, связано с практическими трудностями решения уравнений для ограниченного слоя. Между тем, переход к анализу ограниченных (в осевом и в радиальном направлениях) систем неминуемо приведет к изменению распределения давлений и линий тока в окрестности пузыря. Такой анализ, выполненный применительно к цилиндрической и сферической полостям в неподвижном зернистом слое [1—31, продемонстрировал значительные различия в решениях для бесконечного и конечного слоев. В частности, ограничение слоя в вертикальном направлении приводит к увеличению газового потока через полость (линии тока сдвига]ртся по направлению к полости). Наоборот, при ограничении слоя в горизонтальном направлении несколько уменьшается поток газа через полость. Отмеченные явления, естественно, выражены наиболее ярко, когда размеры пузыря становятся соизмеримьши с размерами слоя. — Доп. ред. [c.117]

Реакторы с неподвижным зернистым слоем катализатора — наиболее распространенный тип аппаратов для проведения каталитических процессов. Зернистый слой представляет собой совокупность беспорядочно уложенных частиц катализатора через промежутки, между которыми протекает поток жидкости или газа, т. е. своеобразную крупнозернистую среду, которая должна быть в сильвой степени подвержена воздействию различных случайшлх факторов, связанных с неоднородностью упаковки частиц и распределения потока реагирующей смеси. [c.213]

Механизм псевдоожижения заключается в следующем. При подаче вертикального восходящего потока псевдоожижающего агента (газа или жидкости) через слой зернистого материала, лежащий на перфорированной решетке аппарата, на его частицы действуют аэродинамические силы. При малых скоростях слой остается неподвижным, с увеличением скорости отдельные частицы начинают двигаться одна относительно другой, и слой расширяется. При более высокой скорости потока достигается состояние, когда почти все частицы совершают сложное относительное движение, слой переходит во взвешенное (псевдоожиженное) состояние. Началу псевдоожижения соответствует равенство сил гидродинамического сопротивления слоя весу всех его частиц. В действительности требуется еще учитывать силы сцепления между частицами. Началу псевдоожижения соответствует некоторая скорость при которой преодолеваются силы сцепления и перепад давления становится равным весу частиц, приходящемуся на единицу поперечного сечения слоя. Зависимости перепада давления на высоте слоя с учетом архимедовых сил имеют следующий вид [c.119]

Течение льидкостк через зернистые олор и перегородки, Основные 1арактеркстики слоя зернистого материала. Расчет гидравлического сопротивления и особенности структуры потока в неподвижном слоа зернистого штериаж . [c.266]

Принцип кипящего слоя стали применять для обжига минералов только последнц,е 10 лет, т. е. гораздо позднее, чем обжиг во. взвешенном состоянии. Кипящий слой является как бы промежуточным состоянием зернистого материала при переходе его из неподвижного слоя во взвешенное состояние. При увеличении скорости газа, проходящего через слой зернистого материала, достигается критическая скорость, при которой качественно изменяются свойства сыпучего слоя зерен он становится легкоподвижным и ведет себя как жидкость, т. е. переходит в псевдо-ожиженное состояние, образуя кипящий слой. Условия обжига в кипящем слое весьма благоприятны. Горение происходит более интенсивно за счет непрерывного взаимного перемещения частиц концентрата и потоков газа. Значительно улучшается теплоотдача от частиц к газу, поэтому не наблюдается опасных перегревов. [c.416]

При малой скорости движения ожижающего агента через неподвижный слой сыпучего материала его частицы не перемещаются поступательно одна относительно другой, хотя не исключено их колебательное движение. В этом отношении состояние неподвижного слоя аналогично состоянию твердого тела. Полное отсутствие потока ожижающего агента характеризуется полной неподвижностью частиц, что соответствует состоянию тела при температуре абсолютного нуля. При скорости ожижающего агента, достаточной для начала псевдоожижения, частицы получают возможность поступательно перемещаться неподвижный слой плавится , переходя в псевдожидкость. Подобно плавлению твердого тела, сопровождающемуся определенной затратой энергии (теплота плавления), псевдоожнжение слоя зернистого материала требует определенной удельной затраты энергии на переход от неподвижного слоя к псевдоожиженному при этом наблюдается изменение ориентации твердых частиц в системе, преодолевается сцепление частиц, происходит некоторое первоначальное расширение слоя, иаиример, от ео аО,4 до ео 0,44—0,47. [c.367]