Движение потока через неподвижные зернистые слои

Движение потока через неподвижные зернистые слои [c.120]

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

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]

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]

Общие уравнения движения жидкости в неподвижном зернистом слое. Итак, пусть имеется и.з.с., через который течет поток жидкости. Предположим, что н.з.с. неизменен во времени и изотропен в макроскопическом смысле, т. е. на масштабах L порядка многих диаметров зерен d L d). [c.108]

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]

Предложено большое количество расчетных зависимостей для определения гидравлического сопротивления неподвижного слоя зернистого материала при прохождении через него потока жидкости или газа [21—24]. Это обусловлено отсутствием точного решения задачи движения жидкости (газа) в зернистом слое, а полученные зависимости, связывающие параметры неподвижной шихты и ее гидравлическое сопротивление, представляют собой результаты экспериментальных исследований, обработанные с использованием методов теории подобия. [c.155]

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]

Закономерности движения жидкости через зернистые слои, рассмотренные выше, соблюдаются практически при любых скоростях потока лишь при движении его сверху вниз. Когда поток движется снизу вверх, эти закономерности применимы лишь при условии, что скорость потока не превышает такого значения, при котором неподвижность слоя нарушается. [c.106]

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]

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]

Свободно лежащий зернистый слой остается неподвижным до тех пор, пока величина скорости проходящего через пего газового потока не достигнет некоторого критического значения. При большей скорости отдельные частицы приходят в движение и слой расширяется. [c.137]

Равенство правой и левой частей этого уравнения характеризует предельное критическое состояние зернистого материала при пропускании через его слой газового потока, при котором еще сохраняется неподвижность этого слоя. При увеличении расхода, а следовательно, и скорости газа неподвижность слоя нарущается, и будет наблюдаться движение самих зерен. Так как в слое материала будут находиться зерна различной формы, плотности и состояния их поверхности, переход слоя из неподвижного состояния к взвешенному всегда будет происходить в некотором диапазоне скоростей газового потока. Это будет продолжаться до. тех пор, пока не наступит относительная стабильность этого слоя, при которой практически все зерна станут свободно плавающими в газовом потоке. [c.144]

При движении газа снизу вверх через слой зернистого твердого материала поведение твердых частиц изменяется с увеличением скорости газа. Когда скорость газового потока ниже критической величины, частицы остаются неподвижными (рис. 3-12,а) высота слоя Но не изменяется. С увеличением скорости потока Ш гидравлическое сопротивление слоя АР возрастает. На рис. 3-13 эти условия характеризуются отрезком [c.71]

Зернистый слой, через который движется восходящий поток жидкости или газа, может оставаться при этом неподвижным (фильтрующим) или переходить во взвешенное (псевдоожижен-ное) состояние. Во втором случае частицы слоя перемешиваются, слой их расширяется, становится очень подвижным и уподобляется кипящей жидкости. На рис. 1.38 показаны возможные состояния системы газ — мелкозернистый твердый материал в зависимости от характера движения восходящего потока газа (жидкости) через зернистый слой. [c.64]

Режим в потоках большого диаметра при движении жидкости или газа через неподвижный слой зернистого материала (например, катализатора), несмотря на понижение линейной скорости течения у стенок, можно отнести к идеальному вытеснению. Протекание ХТП в потоке газа или жидкости, движущихся в длинных трубках небольшого диаметра, также может быть описано с использованием модели идеального вытеснения, особенно если скорость химической реакции невелика, [c.119]

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]

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]

Рассмотрим вначале реакторы с неподвижным слоем катализатора. Режим движения газового потока в таких аппаратах приближается к режиму идеального вытеснения. Газообразный реагент поступает в реактор сверху или снизу и проходит через слой зернистого катализатора, расположенного на решетках или в трубах (рис. Vni. 4). [c.172]

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 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]

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 С1 оростью — Пр, Тогда, как и для неподвижного или однородного псевдоожиженного (порозностью не ниже 0,8) слоя, сопротивление системы вследствие взаимодействия газа и твердых частиц может быть рассчитано по уравнению Эргана [c.608]

Неиодвижлый зернистый слой (п.з.с.) представляет собой, как известно, засыпку какого-либо материала (в химической технологии это слой зереи катали-затора), через которую протекает поток жидкости или газа. Практически скорость фильтрации через и.з.с. такова, что числа Рейнольдса, нычислеииые по диаметру зерна засыпки, достигают величии порядка нескольких сотен. Неподвижный зернистый слой представляет собой совокупность изгибаюи пхся и сообщающихся каналов переменного сечения (лабиринт). Мгновенные скорости движения жидкости и газа в лабиринте могут достигать довольно больших значений вероятно, порядка десятков метров при общей скорости фильтрации через [c.108]

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]

О структуре однородного взвешенного слоя можно судить, анализируя поведение неподвижного (фильтрующего) зернистого слоя, через который пропускается восходящий поток ожижающего агента. Пока скорость этого потока не достигла критического значения [ р. и частицы неподвижны, величина критерия Пекле постоянна в достаточно широком диапазоне чисел Re [39] Ре = d, Wol D[S) = onst, где Di — коэффициент продольного перемешивания Wg — скорость ожижающего агента в расчете на пустое сечение аппарата, — средний диаметр частиц. В реальных случаях величина Ре с увеличением е уменьшается, проходит через минимум (при е 0,7) и затем начинает возрастать, так как интенсивность движения твердых частиц вызывает изменение коэффициента продольного перемешивания, Во взвешенном слое твердые частицы быстро перемешиваются [40 ], причем можно считать, что при однородном псевдоожижении отдельные частицы перемещаются в слое на короткие расстояния от некоторых средних положений [41 ]. Такая концепция позволяет рассматривать весь однородный взвешенный слой как систему, в которой твердые частицы подвергаются флуктуациям около некоторых точек, представляющих собой фиксированные узлы воображаемой пространственной решетки, через которую движется поток ожижающего агента. Твердая частица колеблется в объеме, который можно выразить через некоторый объем взвешенного слоя [c.240]

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]

Образование псевдоожиженного слоя можно, в простейшем случае, представить себе следующим образом (рис. 1-1, а). В вертикальный сосуд 1 произвольной (например, цилиндрической) формы, снабженный поперечным газопроницаемьш поддерживающим устройством 2 в виде сетки, пористой перегородки и т. п., помещен слой мелкозернистого твердого материала 3. При подаче через устройство 2, называемое в дальнейшем распределительной решеткой, снизу вверх потока газа (или жидкости) с малой скоростью слой остается неподвижным. Если постепенно увеличивать скорость газа до величины, при которой вес зернистого материала в слое уравновешивается силой гидродинамического давления восходящего потока, твердые частицы окажутся в гидродинамическом равновесии и получат возможность взаимного пульсационного перемещения, т. е. слой 3 станет текучим и, как будет показано ниже, приобретет также некоторые другие свойства капельной жидкости. С дальнейшим увеличением скорости газа слой расширяется, интенсивность движения частиц возрастает, но без нарушения гидродинамического равновесия. Наконец, по достижении скорости газа, при которой силы гидродинамического давления становятся больше силы тяжести, частицы выносятся из слоя. [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]