Тепло- и массообмен между газом и частицами

Механизм движения газа в системах газ — твердые частицы весьма сложен из-за тенденции к образованию пузырей. На долю последних приходится значительная часть газового потока, и при движении через слой происходит непрерывный обмен газа между пузырями и непрерывной фазой -80. При отсутствии пузырей интерпретация экспериментальных данных по тепло- и массообмену между газом и твердыми частицами возможна только с учетом значительного обратного перемешивания ei. При этом роль последнего возрастает по мере уменьшения скорости газа. [c.64]

ТЕПЛО- И МАССООБМЕН МЕЖДУ ГАЗОМ И ЧАСТИЦАМИ [c.98]

В данной главе монографии при построении математических моделей тепло- и массообменных процессов в псевдоожиженном слое предполагалось, что тепло- и массообмен между твердыми частицами и омывающим их потоком газа описывается при помощи обыкновенных дифференциальных уравнений, вид которых считался известным. Однако определение вида такой зависимости представляет собой сложную самостоятельную задачу. Тепло- и массообмен между твердой частицей и омывающим ее потоком газа в псевдоожиженном слое складывается из двух стадий переноса тепла или массы в газовой фазе в области, прилегающей к поверхности твердой частицы, и переноса тепла (или массы) внутри твердой частицы. [c.253]

Полученные закономерности гидравлического сопротивления, структуры и перемешивания частиц в фонтанирующем слое позволяют рассчитать начало и рабочие режимы фонтанирования, оценить их влияние на тепло- и массообмен между газом и частицами в ядре, а также объяснить максимальные значения коэффициентов теплообмена в слое с металлическим стержнем и механизм истирания частиц при фонтанировании. [c.195]

Основными стадиями этого процесса являются диспергирование жидкости при помощи специальных устройств (вращающиеся диски, форсунки, сопла) смешение капель с газом-теплоносителем и тепло- и массообмен между ними выделение сухих частиц из потока газов. [c.147]

И — тепло- и массообмен между наружной поверхностью частицы катализатора и потоком газа [c.59]

Теплообмен между газом и частицами (межфазный теплообмен) носит чисто конвективный характер, как и массообмен. Между этими процессами существует аналогия. На практике зависимости для расчета интенсивности теплообмена часто получают, изучая массообмен и используя аналогию процессов тепло- и массообмена. В дальнейшем одни и те же рассуждения применяются к описанию обоих процессов за исключением специально оговоренных случаев. [c.98]

Массообмен между кипящим слоем и погруженным в него телом. В общем случае аналогии между тепло- и массопереносом в КС нет, поскольку в процессе массообмена частицы, не адсорбирующие диффундирующее вещество, не участвует, тогда как в переносе теплоты любые частицы играют активную роль. Лишь в слое крупных частиц (Аг > 10 ) и при малом размере поверхности ( т а) газ, фильтрующийся у теплообменной поверхности, не успевает существенно прогреться и, тем более, передать теплоту окружающим частицам. Таким образом, частицы в этом случае не включаются и в теплоперенос, поэтому между тепло-и массопереносом здесь существует аналогия, позволяющая пользоваться для расчета безразмерного коэффициента массоотдачи — критерия Шервуда Shl = (1/0 — зависимостями, полученными при изучении теплообмена, т. е. формулой (2.8), которая для случая массообмена будет иметь вид [c.116]

Известны попытки описания процесса массообмена в псевдоожиженном слое на основе аналогии процессов переноса тепла и вещества [317, 520, 543, 544 и др.]. В главе VII было показано, что эта аналогия не является полной, так что прямое распространение закономерностей теплообмена между газом и частицами на процесс массообмена не является правомерным. В связи с этим ниже кратко рассмотрены попытки обобщения опытных данных, полученных только в результате непосредственного эксперимента по массообмену. [c.276]

Особенностью скруббера является то, что в нижней его части происходит дополнительная подача охлажденной жидкости в распылительные сопла. При этом у основания скруббера создается зона распыления, что способствует удалению крупных частиц пыли и снижению температуры газа до температуры адиабатического насыщения. Кроме того, выходящие из сопл вверх струи жидкости омывают нижнюю сторону донной отбойной тарелки. Зона распыления способствует созданию развитой тепло-массообменной поверхности между жидкостью и парогазовой смесью. [c.219]

Применение вибрационных воздействий в процессе сушки позволяет интенсифицировать тепло- и массообмен между частицами и газом за счет турбулизации пограничного слоя и обеспечить устойчивый гидродинамический режим. [c.222]

Известно разделение, согласно которому случаи, когда лимитирующей стадией является тепло- и массообмен между частицами и газом, относят к так называемой внешней задаче если лимитирующим является сопротивление материала к переносу влаги, задачу называют внутренней. Возможны смешанные варианты, когда скорость внешнего теплообмена сопоставима с внутренним тепло- и массопереносом процессы, интенсификация которых ограничена количеством теплоты, вносимой в данных условиях в систему, принято называть балансовыми. [c.33]

В газовоздушной смеси с малыми и умеренными значениями коэффициента избытка воздуха (а = 0,3-=-1,3) мелкая пыль с большой удельной реакционной поверхностью, отвечающей небольшим избыткам воздуха по количеству топлива, реагирующего в данный момент времени, в топочных условиях интенсивно реагирует. Тепло, выделяющееся в процессе горения и воспринимаемое от облучателя развитой поверхностью мелкой пыли, интенсивно отдается газовой среде реагирующей смеси. Температура среды быстро повышается и вследствие интенсивной теплоотдачи от частицы к газу, обусловливающей малую разность температур между ними, близко следует за все возрастающей температурой частицы. Прогрессирующий рост температуры частиц и газовой среды приводит к интенсивному воспламенению и при интенсивном массообмене к быстрому выгоранию мелких частиц в кинетической или промежуточной области при высоком температурном уровне. [c.359]

Процессы второй группы обязательно сочетаются с процессами первой группы например, в любом непрерывном процессе всегда присутствуют перемещение твердого материала, смещение или сепарация. В рассматриваемых процессах происходит тепло-, а иногда и массообмен между твердыми частицами и псевдоожижа-ющей средой — газом или жидкостью, а также теплообмен кипящего слоя со стенками аппарата либо погружными теплообменными поверхностями. В большинстве промышленных процессов используется псевдоожижение газом, тогда как псевдоожижение капельной жидкостью (например, при массовой кристаллизации, растворении, некоторых способах очистки сточных вод и др.) используется много реже. Наконец, в совмещенных процессах грануляции — кристаллизации одновременно участвуют твердая, жидкая и газовая фазы (псевдоожижающая среда). [c.209]

Описание конвективной диффузии некоторого компонента газа к твердой частице осложняется тем, что в общем случае отсутствует аналитическое решение задачи об обтекании твердой частицы в псевдоожиженном слое потоком газа. Тепло- и массообмен твердых частиц с потоком газа имеет существенно нестационарный характер. Решение задачи о диффузии некоторого компонента внутри твердых частиц тоже может наталкиваться на значительные трудности. Например, если рассматривается процесс адсорбции, а изотерма адсорбции нелинейна, то уравнение диффузии адсорбируемого компонента внутри твердрй частицы с учетом поглощения вещества при адсорбции нелинейно. В силу этих трудностей аналитическое решение задачи о тепло- и массообмене между твердыми частицами и омывающим их потоком газа до настоящего времени отсутствует. Исследование тепло- и массообмена между газом и твердыми частицами представляет собой одно из направлений дальнейшего развития теории процессов переноса в псевдоожиженном слое. [c.254]

В слое псевдоожижениого материала твердые частицы интенсивно перемешиваются, сквозь них проходят пузырьки газа. Внешне явление напоминает кипение, откуда и произошло название кипящий слой. Перемешивание частиц является основной причиной высокой эффективности процессов, происходящих в кипящем слое. Оно способствует обновлению межфазового контакта и создает условия, благоприятствующие тепло- и массообмену между газом и твердым веществом. [c.590]

Ход высушивания распылением определяется тремя основными процессами распылением раствора, эффективным смешиванием частиц раствора с газом, тепло- и массообменом между ними. На рис. 28 дается схема распылительной сушилки фирмы Niro Atomizer. Работа ее происходит так ферментный раствор из сборника для жидкости поступает по питающей трубе на вращающийся диск. Несколько подающих точек образуют кольцо вокруг его центра, а большая центробежная сила при вращении выбрасывает жидкость в сушильную камеру через радиальные каналы на цилиндрической поверхности диска. Скорость его вращения высока, она достаточна для того, чтобы превратить даже очень вязкие жидкости в мельчайшие капельки тумана. Благодаря специальной конструкции диска образуются капельки одинаковой величины, что важно для качества конечного продукта. [c.194]

Массообмен обычно происходит между частицами и потоком жидкости или газа, либо между различными участками слоя. Тепло- и массообмен между различными участками слоя почти всегда осуществляется настолько быстро, что градиенты температур и концентраций незначителт.ны. Эффективная теплопроводность кипящего слоя в вертикальном направлении в сто раз превосходит теплопроводность серебра [37]. Причинами уменьшения градиентов являются циркуляция частиц и. ядерное движение газа через слой. Поскольку обмен между различными участками кипящего слоя происходит очень быстро, этот тип транспорта никогда не был лимитирующим фактором при переносе тепла или вещества. [c.26]

Согласно общепринятой модели ламинарного пламени распространение реакции горения в нем осуществляется через непрерывный кондуктивный подогрев свежего газа теплом, выделяющимся в зоне сгорания, и через непрерывный же диффузионный перенос сгоревшего газа (в том числе и химически активных частиц — атомов и радикалов) из зоны сгорания в свежий газ и последнего в зону сгорания. Этот механизм распространения ламинарного пламени через непрерывный тепло- и массообмен между сгоревпшм и свежим газом и непрерывное возрастание скорости химической реакции в некоторой зоне конечной протяженности в поле возрастающей температуры получают свое выражение в общей связи между скоростью сгорания щ, с одной стороны, и отношением коэффициента переноса либо тепла (коэффициент температуропроводности и, см 1сек), либо вещества (коэффициент диффузии О, см /сек) к времени химического превращения в пламени т [c.151]

Интенсификация процессов, для которых решающее значение имеет тепло- и (или) массообмен, часто связана с увеличением коэффициентов обмена в нестационарных условиях, когда инициируются пульсации скорости потоков с частотой, близкой к собственным частотам турбулентных пульсаций. Так, исследования гидродинамической обстановки в зернистом слое частиц показали, что свободный объем слоя состоит из двух резко отличающихся друг от друга областей — проточной, представляющей собой сливающиеся и делящиеся струи, и непроточной, расположенной в окрестности точек контакта частиц [3]. Непроточные зоны образуются вследствие отрыва потока от боковой поверхности зерна и в них находятся интенсивно вращающиеся и пульсирующие вихри. Частота пульсаций вихря (О прямо пропорциональна линейной скорости и в свободном объеме и обратно пропорциональна размеру зерна й. Если на входе в слой инициируются возмущения с частотой оз 0,5ц/й, то поток газа или жидкости значительно турбулизируется и интенсивность обмена между зонами возрастает. Это улучшает обмен между потоком в свободном объеме и наружной поверхностью частиц в слое. [c.4]

Э. Рукенштейн и И. Теоряну [130] в свою очередь обработали опытные данные Чу [218], Л. Мак-Куна и Р. Вильгельма [249] по массообмену. Ими было принято, что прорывающаяся в виде пузырей доля газа совершенно не участвует в тепл - и массообмене с частицами. В результате было получено выражение для расчета коэффициента теплоотдачи в неоднородном кипящем слое. Однако это допущение противоречит современным представлениям двухфазной теории псевдоожижения, и потому полученные ими формулы нельзя считать правильными, а можно расценивать лишь как крайний случай влияния неоднородности на тепло- и массообмен в кипящем слое, при условии, что обмен между дискретной и непрерывной фазами отсутствует. [c.118]

В топке с плоскими параллельными струями создаются благоприятные условия для интенсивного выгорания. После воспламенения, когда в ядре горения устанавливаются высокие температуры и раскаленный углерод в состоянии энергично реагировать, при подаче вторичного-воздуха в среднюю часть начального сечения пылевоздушной струи обеспечивается своевременный ввод его в процесс горения. Ограничение эжекции топочных газов оптимальным количеством, необходимым для зажигания, соответствующим выбором величины простенка между горелками способствует повышению действующей концентрации кислорода в факеле и уменьшению степени рециркуляции газов и тем самым повышает скорость химических реакций. Повышенный темп падения скорости в тонких струярс позволяет применить высокие скорости истечения из горелок, что турбулизирует газовую среду факела, ускоряя тепло-и массообмен в ней, а также увеличивает относительное перемещение пылинок, усиливая обменные процессы с частицами. Горение факела в виде системы плоских параллельных струй, в которой при устойчивом зажигании ускоряются процессы тепло- и массообмена и создаются благоприятные условия для развития химического реагирования, протекает интенсивно. [c.406]

Суть барботажного способа, разработанного Ивановским энергетическим институтом, состоит в получении топливовоздушной смеси путем продувки воздуха или смеси воздуха с продуктами сгорания сквозь слой горючего отхода. На выходе из слоя при дроблении пузырей над поверхностью вспененной жидкости образуется взвесь капель различного фракционного состава. Крупные капли, преодолевая аэродинамическое сопротивление бар-ботируемого агента, в основном возвращаются обратно в слой, а мелкие частицы топлива выносятся с восходящим газовоздушным потоком к фронту горения. При огневом обезвреживании низкокипящнх углеводородов помимо капель жидкости в зону горения поступают также ее пары, образующиеся при испарении жидкой фазы. Ввиду непосредственной близости слоя от фронта горения интенсифицируется тепло- и массообмен в слое между барботируемым газом и жидкостью, что положительно сказывается на огневой обработке уничтожаемого отхода. [c.57]