Начало псевдоожижения и перепад давления в слое

При расширении слоя произведение (1 — е) Я остается постоянным . В точке начала псевдоожижения перепад давления выразится [c.44]

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]

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]

При последующем возрастании скорости газа (за пределы точки В) число твердых частиц между точками измерения давлений РР уменьшается. Соответственно по кривой ВО понижается перепад давлений на единицу высоты слоя, хотя полный перепад давлений (по всей высоте слоя) остается неизменным. В этих условиях избыток газа, сверх необходимого для начала псевдоожижения, движется через зернистый слой в виде газовых пузырей . Число и средний размер последних возрастают по мере приближения к точке 0 в результате создаются благоприятные условия для слияния восходящих пузырей. [c.19]

Когда скорость ожижающего агента приближается к скорости начала псевдоожижения, обычно происходит некоторое расширение слоя еще до того, как перепад давления достигнет величины, равной весу твердых частиц, приходящихся на единицу площади поперечного сечения слоя. Этот эффект особенно заметен, если слой вначале сильно уплотнен. Кроме того, из-за неравномерной упаковки частиц в исходном слое переход от восходящего участка кривой псевдоожижения к горизонтальному происходит обычно плавно. [c.40]

При отсутствии экспериментальных данных скорость начала псевдоожижения можно вычислить, пользуясь зависимостью между перепадом давления и скоростью потока ожижающего агента в свободном сечении аппарата, принимая перепад давления в слое эквивалентным весу содержащихся в нем твердых частиц (с учетом силы Архимеда). Для этого необходимо знать порозность слоя при минимальной скорости псевдоожижения (е ). Последняя зависит от формы и размера твердых частиц для частиц сферической формы может быть принято = 0,4. Попытки связать величину с фактором формы частиц оказались неудачными [c.44]

Начало псевдоожижения и перепад давления в слое. [c.19]

Процесс каталитического крекинга осуществляется в двухфазной системе газ (или пары) — твердое тело. Для аппаратов с микросферическим катализатором наблюдается несколько состояний двухфазной системы в зависимости от параметров процесса. При малых линейных скоростях газ или пар проходит через слой катализатора, фильтруясь через каналы между частицами твердого вещества. Если повысить скорость газового потока, то наступает момент, когда силы газодинамического воздействия становятся равными массе слоя твердых частиц, которые начинают при этом хаотично перемещаться друг относительно друга. Дальнейшее увеличение скорости газа приводит к интенсивному перемешиванию и расширению слоя твердых частиц — частицы как бы кипят , образуя псевдоожиженный слой. Эффективность псевдоожижения зависит от многих факторов плотности, формы, размеров и фракционного состава частиц, характеристик газового потока, конструкции газораспределителей, эжекторов, распылительных форсунок и других параметров. На практике псевдоожиженный слой характеризуется концентрацией твердых частиц, скоростью нача.т1а ожижения, интенсивностью массо- и теплообмена, уносом частиц из слоя, перепадом давления в слое и др. Под скоростью начала ожижения понимается скорость, которая соответствует состоянию, когда гидравлическое сопротивление слоя Микросферического катализатора, расположенного в реакторе. Уравновешивается весом ожижаемого слоя твердых частиц. Рабочая скорость ожижения с точки зрения эффективного массо- и [c.67]

Скорости начала псевдоожижения (а о) и начала уноса (Wo). Состояние псевдоожиженного слоя изображается кривой псевдоожижения , выражающей зависимость перепада давления Др [c.83]

Если не имеется препятствий расширению слоя (зернистый материал свободно покоится на газопроницаемой подложке, а сплошная фаза подается снизу), то при определенной скорости движения среды, называемой критической м кр (точка В), когда силовое воздействие сплошной среды превысит вес частицы, последние приобретают подвижность и начинают перемещаться относительно друг друга, образуя взвешенный слой (участок ВС, рис. 6.9.6.1). Частицы твердой фазы во взвешенном слое хаотически движутся, вращаясь и соударяясь. Общий объем слоя увеличивается, увеличивается его пористость. Взвешенный слой твердых частиц назьшается также псевдоожиженным или кипящим, поскольку он, подобно жидкости, обладает текучестью. В момент начала псевдоожижения — в точке В — наблюдается пик перепада давления, что связано, в основном, с преодолением сил грения слоя частиц о стенку аппарата и в меньшей степени — сцеплением частиц друг с другом, перераспределением энергии газовых струй из отверстий решетки. Всплеск перепада давления для неуплотненных материалов в среднем составляет 5-10 % от Ар. При уменьшении скорости сплошной среды и обратном переходе слоя в неподвижное состояние пик перепада давления отсутствует (пунктир [c.578]

На рис. 42 показана зависимость перепада давления от скорости. При малых скоростях график зависимости ДР = /(и) параллелен аналогичному графику для неорошаемой насадки. При увеличении скорости наблюдается отклонение графика вверх, что характеризует начало вихревого движения. Дальнейшее увеличение скорости приводит ко второму изгибу на графике. Он становится почти перпендикулярным оси абсцисс. Это характеризует начало зависания. При скорости, превышающей скорость зависания мелкозернистого материала, происходит его вынос из слоя насадки. Частицы, вылетающие из насадки, теряют скорость и образуют псевдоожиженный слой над крупнозернистой насадкой. Высота этого псевдоожиженного слоя повышается с увеличением скорости. [c.101]

Начало псевдоожижения наступает при равенстве силы гидравлического сопротивления слоя весу всех его частиц. Однако в действительности перепад давлений в слое, соответствующий точке В (рис. 11-32, б), т. е. непосредственно перед началом псевдоожижения (точка С), несколько больше, чем это необходимо для [c.107]

Таким образом, с достаточной для практических целей точностью перепад давления в псевдоожиженном слое определяется как произведение насыпной плотности материала на высоту слоя. Для условий начала псевдоо ки/кения насыпная плотность материала Qh равгЕа насыпной плотности, определенной без уилотнения материала. [c.77]

Поскольку в слое могут одновременно существовать ожпжен-ные и неожиженные участки, скорость начала псевдоожижения четко зафиксировать не представляется возлюжным. Однако, эта величина с достаточной точностью может быть определена по экспериментальны анным как абсцисса точки пересечения линий перепадов давления для неподвижного и псевдоожиженного слоев. Скорость начала псевдоожижения может быть приближенно рассчитана по уравнениям для потока ожижающего агента че неподвижный слой, если перепад давления в нем при стабильной порозности приравнять весу частиц (с учетом архимедовой силы) на единицу площади поперечного сечения слоя. Однако, значения перепада давления, вычисленные по уравнениям для потока через неподвижный слой, для псевдоожиженного слоя оказываются завышенными. Удобнее выражать скорость начала пседоожижения исходя пз скорости свободного падения частиц, так как отношение этих скоростей непосредственно связано с критерием Архимеда. [c.68]

Начало псевдоожижения слоя определяли визуально, поскольку перепад давления был весьма мал и его измерения не давали стабильных результатов. По расчетным данным, для нашей системы он должен колебаться в зависимости от начальной высоты слоя в пределах 4—11 мм вод. ст. [c.43]

Переход свободно лежащего дисперсного материала во взвешенное состояние определяется параметрами газового потока [28]. Для нанесения покрытий используют довольно узкий интервал скоростей газового потока — от начала псевдоожижения до начала уноса мельчайших частиц материала. Начало псевдоожижения фиксируют по перепаду давления в слое дисперсного материала. Характерной особенностью является постоянное значение перепада давления (ДР) в течение всего процесса. Он равен весу дисперсного слоя С, отнесенному к единице поверхности газораспределительной решетки Р, и рассчитывается по уравнению. [c.135]

В монографии М. Лева [34] было предложено везде, где начало псевдоожижения не было выявлено или точно определено, находить пересечение линии давления для неподвижного слоя Ар=/(м) с линией перепада давления в кипящем слое Ар=ун о, и полученное значение скорости увеличивать на 10% . Сам автор считает, что это увеличение необходимо, чтобы учесть возможную склонность совокупности твердых частиц к каналообразованию. [c.148]

Перепад давления в точке М может быть рассчитан по ф-ле для псевдоожиженного слоя (ДР ) и по ф-ле для неподвижного слоя (ДРн) Приравнивая величины ДР и ДРц, получают общее выражение для скорости начала П. Весовая скорость ожижающего агента в момент начала П. (точка М) зависит от режима движения ожижающего агента. На практике этот [c.201]

Другой важной гидродинамической характеристикой псевдоожиженного лоя, играющей большую роль в инженерных расчетах и исследованиях, является скорость начала псевдоожижения зернистого материала Ок. В ряде работ при решении этой задачи авторами предлагалось принимать за основной расчетный параметр псевдоожиженного слоя гидравлическую крупность частиц (т. е. скорость свободного осаждения частиц в неподвнжиой среде). Естественно, скорость осаждения позволяет учитывать физические свойства жидкой и твердой фаз, включая пористость частиц и их форму, одвако для получения достаточно надежных результатов гидравлическую крупность зернистого материала следует определить для каждого конкретного случая. Это условие резко снижает ценность полученных расчетных уравнений,и является практически неприемлемым для проектировщиков адсорбционной аппаратуры. Поэтому более целесообразным следует признать подход, продемонстрированный при исследовании гидродинамики псевдоожиженного слоя в монографии М. Э. Аэрова и О. М. Тодеса [21]. В этой работе использовано уравнение (У1-3) для перепада давления в неподвижном слое зернистого материала я получено соотношение Ар [c.173]

При малых расходах газ фильтруется через слой в промежутках между твердыми частицами. Если расход газа достаточен для создания перепада давления, соответствующего весу слоя,, то дальнейшее повышение расхода приведет к взвешиванию слоя. Скорость потока, при превышении которой происходит взвешивание слоя, называется скоростью начала псевдоожижения В зависимости от свойств твердых частиц (их плотности, размера, формы) скорость Ufnf может колебаться в значительных пределах. Скорость, предшествующая образованию пузырей (после того, как упаковка частиц в еще неподвижном слое стала наиболее рыхлой), называется скоростью возникновения пузырей. Однако в пределах данной главы мы не будем делать различия между скоростями начала псевдоожижения и возникновения пузырей. В случае систем, псевдоожиженных газом, можно с уверенностью считать, что весь избыток газа сверх соответствующего скорости проходит через слой в виде пузырей . [c.25]

Если теперь скорость ожижающего агента постепенно снижать, то перепад давления останется постоянным до точки начала псев-доожижения . Последующее уменьшение скорости потока сопровождается постепенным снижением перепада давления, но в этом случае кривая псевдоожижения (линия обратного хода) обычно располагается ниже кривой, полученной при увеличении скорости (линия прямого хода). Это объясняется тем, что в отсутствии вибрации порозность слоя остается приблизительно равной величине E f, соответствующей началу псевдоожижения. [c.39]

На практике скорость начала псевдоожяжегат определяется, как показано на рис. П-1, в, точкой пересечения лкннй перепада давления псевдоожиженного и неподвижного слоев (определение предпочтительно производить при плавном уменьшении скорости). [c.41]

Распределители ожижающего агента в основании слоя оказывают весьма существенное влияние на его структуру в целом. В идеальном случае распределительные устройства должны иметь пористую структуру, чтобы ожижающнй агент поступал че]рез множество мелких отверстий. Распределительные устройства с малым числом крупных отверстий характеризуются высокими скоростями в отдельных точках основания слоя, что приводит к значительному каналообразованию в слое. Если слой склонен к каналообразованию, то более равномерное псевдоожижение достигается при использовании распределительных устройств с высоким сопротивлением газовому потоку, при котором ожижающий агент почти равномерно вводится в нижнюю часть слоя, независимо от каких-либо нарушений равномерности структуры самого слоя. Для мелкодисперсного слоя перепад давления в распределительном устройстве должен иметь тот же порядок, что и перепад давления в слое. Установлено что наилучшая воспроизводимость скорости начала псевдоожижения достигается при использовании плоских пористых распределительных устройств расширение слоя в этом случае также происходит более равномерно. [c.41]

Автору, очевидно, остались неизвестными многочисленные работы по гидродинамике и массообменной способности аппаратов с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем, опубликованные на протяжении последних 6—8 лет советскими и зар жными исследователями. Это, естественно, значительно сузило объем информации по рассматриваемому вопросу, изложенной в данной главе. С целью восполнения этого пробела мы приводим список наиболее важных опубликованных работ [8-22]. В последних содержится достаточно обширная информация по ряду аспектов рассматриваемого процесса режимы трехфазного псевдоожижения начало полного ожижения и его зависимость от скоростей потоков ожижающих агентов, их физических свойств, а также от размеров и эффективной плотности элементов насадки динамическая высота слоя и газосодержание перепад давления в слое пределы существования трехфазного псевдоожиженного слоя интенсивность циркуляции элементов насадки в слое величина межфазной поверхности продольное перемешивание массообменная способность аппаратов с трехфазным псевдоожиженным слоем в процессах физн- -ческой абсорбции, хемосорбции и ректификации бинарных Жидких смесей. [c.675]

При пневмотранспорте в плотном слое сг = Оо и распределение газового потока по сечению пневмоподъемника практически столь же равномерное (плоская эпюра скоростей), как и в кипящем слое вблизи начала псевдоожижения. Если необходимая высота подъема зернистого материала 10—20 м, то общий необходимый перепад давлений транспортирующего газа Ар может составить 2—3 избыточных атмосферы и плотность газа р с высотой упадет в 3—4 раза. Массовый расход газа М = рм5ап по высоте трубопровода остается неизменным. Если сечение трубопровода постоянно, ТО С уменьшением плотности газа скорость потока и и подъемная сила возрастают по высоте. Будет при этом возрастать с высотой и порозность, т. е. движущийся слой будет становиться менее плотным и более неоднородным. Так, для мелких частиц в соответствии с (1.34) имеем [c.45]

Для практических целей псевдоожиженный слой принято характеризовать следующими показателями размер, форма и фракционный состав твердых частиц, перепад давления в слое и концентрация твердых частнц в нем, скорость начала псевдоожижения порозность слоя, интенсивность массо- и теплообмена в нем, унос частиц из с,мя. Знание 1тих характеристик псевдоожиженного слоя позволяет с приемлемой точностью оценить газоднна.чику реальны.х аппаратов и ее влияние на результаты химического процесса. [c.168]

Следует отметить, что скорость начала псевдоол<ижения, определяемая по формулам (111.8) и (III. 11), не является в точности воспроизводимой, поскольку она зависит от плотности упаковки частиц. Этим л<е объясняется тот факт, что кривые псевдоожижения прямого хода плохо воспроизводимы (см. рис. 1-16), а кривые обратного хода воспроизводятся хорошо. Скорость начала псевдоожижения, найденная по кривым обратного хода (как абсцисса точки пересечения горизонтальной линии постоянного перепада давления с кривой сопротивления неподвижного слоя), имеет стабильные значения, не зависящие от предшествующего состояния слоя, и, естественно, превышает величину Жд, полученную на основе кривой прямого хода. В связи с этим представляется интересным сопоставить значения найденные по кривым прямого и обратного хода. Такое сопоставление при псевдоожижении воздухом частиц кварцевого песка различного размера дано в сравнении со значениями да (в см1сек), рассчитанными по формулам Лева, Тодеса и Беранека [c.85]

В слой были помещены два прибора (рис. ХП-23,б) для измерения перепада давлений между различными точками над перераспределительной решеткой (по перепаду давлений вычисляли порозность слоя, что в свою очередь позволяло оценить однородность псевдоожижения). Приборы были установлены на расстоянии 60 мм от центра, для измерения перепада давления в различных точках слоя производили вращение приборов вокруг оси. В качестве рабочих тел использовали промытый и просеянный кварцевый иесок с размером частиц 0,1—0,25 мм (скорость начала псевдоожижении равна примерно 4 см/сек) и воздух при температуре 10—25" С и относительной влажности около 45%. [c.522]

Влияние газораспределительных устройств на переход непо движного слоя в псевдоожиженное состояние подробно рассмотрено в главе III. На рис. XIII-12 представлено влияние доли живого сечения плоской перфорированной решетки в аппарате диаметром 512 мм. Из рисунка можно видеть, что точка начала псевдоожи- кения не является ярко выраженной, а постепенный рост перепада давления в случае (р = 4,1% свидетельствует о том, что при небольших числах псевдоожижения в слое имеются неожиженные или малоподвижные зоны. [c.591]

Опыты Роу и Хинвуда [101] (по определению силы сопротивления) и Мартина с сотрудниками [65] (по измерению перепадов давления в слое насадки с более рыхлой упаковкой шаров) ближе соответствовали условиям начала псевдоожижения. В этом случае величина сЬ 1св была менее 68,5, но все же достаточно велика, чтобы привести к приемлемым значениям ео- [c.32]

При скорости начала псевдоожижения и выше сопротивление слоя Арсл сохраняет практически постоянное значение и зависимость Ар=1 ) выражается прямой АВ, параллельной оси абсцисс (рис. 5.10, а). Это объясняется тем, что с ростом скорости псевдоожижающего агента контакт между частицами уменьшается и они получают большую возможность хаотического перемешивания по всем направлениям. При этом возрастает среднее расстояние (просветы) между частицами, т. е. увеличивается порозность слоя 8 и, следовательно, его высота к. Так как перепад давления в псевдоожиженном слое Арсл оста- [c.101]

В случае газофазных реакций на твердых катализаторах реакторы с псевдоожиженным слоем имеют определенное преимущество перед реакторами периодического действия или трубчатыми реакторами непрерывного действия. Кроме преимущества, определяемого легкостью механического перемещения катализатора, высокий коэффициент теплопередачи от стенки к слою обеспечивает легкость теплопоглощения или теплоотдачи. Более того, вследствие движения твердых частиц весь газ находится в реакторе, по существу, при одной и той н е температуре, образуя с твердым телом непрерывную гомогенную фазу. Еще одно достоинство этого реактора заключается в том, что величина доступной внешней поверхности здесь больше, чем Б реакторе с неподвижным слоем, так что реакции, лимитирующиеся диффузией в порах, будут давать более высокие степени превращения в режиме псевдоожиженного слоя. В задачи данной книги не входит проведение обсуждения механики псевдоожижения, и мы дадим лишь ссылки на соответствующие работы и исследования, выполненные различными авторами 144—46]. Достаточно сказать, что при пропускании газа снизу вверх через слой твердого тела имеет место падение давления в этом слое, которое непрерывно усиливается но мере течения газа. В конце концов наступает момент, когда подъемная сила, действующая на твердые частицы, становится равной весу частиц. С увеличением скорости течения газа подъемная сила такя е возрастает и поток поднимает частицы, увеличивая нри этом объем зазоров между частицами в слое катализатора. Неподвижный слой продолжает в результате расширяться до тех пор, пока не достигнет состояния наиболее рыхлой упаковки. Любое дальнейшее увеличение скорости газа вызывает разделение частиц друг от друга, и они переходят в состояние свободного парения. Весь слой находится теперь в псевдоожиженном состоянии. Теперь уже любое увеличение потока газа не сопровождается соответствующим увеличением перепада давления, так как скорость потока газа при течении через зазоры между частицами уменьшается вследствие расширения слоя. Увеличение потока газа выше точки начала псевдоожижения вызывает увеличение объема пустот внутри слоя. В конце концов достигается точка, когда газ начинает прорываться через слой в виде пузырей. Псевдоожиженный слой становится тогда очень похожим на кипящую жидкость. Образующиеся пузырьки газа движутся вверх через твердые частицы, которые находятся теперь в состоянии непрерывного движения. В случае газофазных реакций, катализируемых твердыми катализаторами, для предсказания рабочих условий чрезвычайно важно знать распределение времени контакта газа по слою. [c.433]

Из (1.35) следует, в чa tнo ти, что величина представляет собой разность между полным перепадом давления в слое сыпучей среды и весом слоя, приходящимися на единицу площади поперечного сечения, в момент начала перехода слоя в псевдоожиженное состояние. Отсюда, в частности, вытекает простой способ экспериментального определения величины а . [c.26]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология