Пик давления при псевдоожижении зернистого материала

Неоднородность структуры слоя приводит к движению ожижающего агента преимущественно в отдельных областях в слое возникают зоны неподвижного и псевдоожиженного зернистого материала. Внешне слой может казаться хорошо сжиженным, но в действительности часть твердых частиц остается в неподвижном состоянии на распределительном устройстве, и перепад давления получается меньше теоретического. Это явление чаще наблюдается в системах газ — твердые частицы. Полностью в псевдоожиженное состояние слой переходит при скорости С/,5, как показано на рис. П-1, в. [c.40]

ПИК ДАВЛЕНИЯ ПРИ ПСЕВДООЖИЖЕНИИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА [c.66]

Сущность процесса псевдоожижения зернистого материала состоит в следующем. Если через слой материала, лежащего на решетке, продувать газ, то до некоторой скорости газа частицы слоя остаются неподвижными (рис. 149, а). Происходит обычный процесс фильтрации газа через поры слоя. Начиная же с некоторой критической скорости газового потока частицы начинают перемещаться. Слой разбухает, начинается псевдоожижение материала (рис. 149, б). Скорость ш р называют скоростью псевдоожижения. Если в состоянии фильтрации перепад давления на слое увеличивается с ростом скорости газового потока, то в состоянии псевдоожижения [c.203]

Исходя из этого, можно организовать процесс сушки зернистого материала в псевдоожиженном состоянии при непрерывном движении его. С этой целью в камерах (рюмках) необходимо установить перегородки, разделяющие камеру на две части. Это необходимо сделать, чтобы создать разность концентраций частиц материала по направлению движения. Перегородка в камере не доходит до дна (сетки), так что частицы материала непрерывным потоком движутся из одной камеры в другую. Скорость движения частиц регулируется подачей материала и высотой щели между сеткой и перегородкой (перегородка является своеобразным шибером при движении псевдоожиженного зернистого материала), а градиент концентрации частиц в объеме является аналогом градиента общего давления. [c.249]

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]

Если зернистый материал попал в газовые каналы элементов (это не относится к перфорированным решеткам), то для его удаления и повторного псевдоожижения слоя может потребоваться более высокое давление газа. С подобными проблемами можно столкнуться и при использовании перфорированных решеток, когда зернистый материал, попавший в дутьевую камеру во время остановки, при повторном псевдоожижении должен быть возвращен в слой через распределительную решетку [c.696]

Подробно исследован провал твердых частиц через плоскую щелевую решетку в аппарате диаметром 610 мм. Авторы полагали, что на провал, зернистого материала большое влияние могут оказывать возмущения, связанные с возникновением и движением газовых пузырей. Это согласуется с данными, полученными при работе элемента типа 2, б в режимах низких перепадов давления. Как свидетельствует запись на вторичном приборе мгновенных перепадов давления в диафрагмах, при псевдоожижении высоких слоев, газовый поток через элемент периодически может мгновенно изменять свое направление на противоположное. [c.696]

Таким образом, при инженерных расчетах гидравлического сопротивления слоя зернистого материала необходимо по данным одного опыта, при любой скорости потока и температуре, для зерен данного гранулометрического состава (1з, найти но уравнениям (1—93) и (1—93а) коэффициент формы сф. Зная последний, можно рассчитать сопротивление слоя данного материала при любых условиях по уравнению (1—91). Скорость витания ьо пш.. В момент перехода слоя зернистого мате- риала в состояние псевдоожижения перепад давления достигает такой величины, при которой общее давление на слой материала становится рав- ным весу материала. В этих условиях [c.82]

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]

В ряде конструкций многосекционных аппаратов с псевдоожиженным слоем и непрерывной подачей очищаемой жидкости применяют беспровальные тарелки, оборудованные специальными переточными устройствами, позволяющими передавать зернистый материал из зоны низкого давления в зону высокого давления. Разработано большое число различных типов переточных устройств [29, 30], которые по принципу действия условно можно разделить на саморегулируемые и принудительно регулируемые рис. У1-23). Саморегулируемые переточные устройства в аппаратах для систем жидкость — твердое тело работают неустойчиво вследствие малой разности плотностей твер- [c.162]

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 практике псевдоожиженный слой образуется при восходящем движении ожижающего агента через слой зернистого материала в момент, когда перепад давления в слое достигает величины, достаточной для поддержания зернистого материала во взвешенном состоянии. [c.17]

Состояние двухфазной системы применительно к псевдоожижен-ному слою наглядно изображается в виде кривой псевдоожижения, Последняя выражает зависимость полного перепада давления АР (или удельного АР/Яп. где Яо — высота неподвижного слоя зернистого материала) [c.49]

Таким образом, зная эффективный насыпной вес зернистого материала уо = Уэ(1—Ео) и высоту неподвижного слоя, можно рассчитать перепад давления в псевдоожиженном слое. [c.56]

Проведение гетерогенных процессов с псевдоожиженным слоем зернистого материала нередко сопряжено с необходимостью размещения внутри слоя теплообменных элементов различных типов. Инородные тела, как легко показать, оказывают влияние на характер изменения перепада давления ДРц со скоростью газа. Допустим, что в псевдоожиженном слое постоянного поперечного [c.63]

Величина пика давления Аяо, наблюдающегося при переходе СЛОЯ зернистого материала в псевдоожиженное состояние, зависит ОТ формы и состояния поверхности частиц твердого материала, плотности их упаковки в неподвижном слое и конфигурации последнего. При псевдоожижении хорошо сыпучих, исслеживающихся материалов в аппаратах постоянного поперечного сечения зна-тение Ало, как правило, невелико и обычно не превышает 5—1,5% [c.66]

Появление столь значительного пика давления при псевдоожижении в конических аппаратах можно избежать путем погружения в них цилиндрической трубы диаметром, близким к ёо, до загрузки псевдоожижаемого зернистого материала. При подаче газа подавляющая его часть будет проходить внутри трубы, создавая в ней псевдоожиженный слой пик давления при это.м получается значительно ниже (рис. И-12), чем при псевдоожижении в коническом аппарате без трубы. После псевдоожижения частиц в трубе скорость газа можно увеличить для псевдоожижения материала в конусе за пределами трубы величина АРп при этом остается практически неизменной. Затем трубу без особых усилий можно удалить из слоя. [c.70]

Первая группа — гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики. К ним относятся осаждение взвешенных в жидкой или газообразной среде частиц под действием силы тяжести, центробежной силы или сил электрического поля, фильтрование жидкостей или газов через слой зернистого материала под действием разности давлений, перемешивание в жидкой среде, псевдоожижение твердого зернистого материала. [c.8]

При подводе зернистого материала в одну точку слоя гидростатическое давление бугра этого материала под местом загрузки может вызвать перераспределение ожижающего агента и появление столба некипящего материала,опирающегося основанием на распределительную решетку,что приведет к стабилизации образовавшейся неоднородности слоя. Такое явление наблюдается, напри мер,когда частицы подаваемого материала имеют большие размеры,чем частицы псевдоожиженного материала /при подаче в слой гранул,паст и т,д./ [c.275]

Принцип этого процесса заключается в следующем. Если насыпать на пористую перегородку слой зернистого материала и продувать снизу газ, то при этом начинается фильтрация газа через слой материала. С увеличением скорости газа увеличивается давление на частицы материала и они начинают подниматься. Увеличивается объем пустот между частицами, увеличивается пористость слоя и при определенной скорости газа (скорость псевдоожижения) частички взвешиваются в газе и начинают циркулировать в слое. Интенсивное движение частиц в слое напоминает процесс кипения жидкости, и поэтому такой слой получил название кипящего слоя . В кипящем слое можно получить во всем объеме одинаковую температуру или концентрацию, В псевдоожиженном состоянии увеличивается поверхность контакта фаз и, следовательно, скорость проведения процессов. [c.286]

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]

Из выражения (И. 9) следует, что при псевдоожиженни зернистого материала в поле центробежных сил перепад давления в слое прямо пропорционален удельной нагрузке по твердому материалу Ga/l и квадрату угловой скорости со или числа оборотов /г, но при a// = onst и M = onst не зависит от размера и удельного веса частиц, от внешнего Рг и внутреннего R радиусов слоя, а также от скорости ожижающего агента. [c.61]

Результаты экспериментов не полностью согласуются с равенствами (XV, 4) видимо, в некоторых случаях истечение газа может происходить из конической зоны, а не из полусферической. На рис. ХУ-5 (а и 6) видно, что вклад различных секторов вблизи отверстия в общий поток твердых частиц различен наиболее велик вклад зон, расположенных вблизи горизонтальной оси. Следовательно, изобарические поверхности не являются круговыми, причем наибольший градиент давления наблюдается в наира-влепии максимальной скорости частиц (рис. ХУ-5, г). В результате снова возникает вопрос, происходит ли (и каким образом) диссипация энергии в результате взаимного трения твердых частиц в потоке через отверстие. За пре-. делами зоны истечения твердые частицы почти непрдвижны, и можно заключить, что механизм диссипации энергии за счет трения твердых частиц такой же, как и при гравитационном движении зернистого материала. Разница заключается в том, что в последнем случае перемещение твердого материала вызвано силой тяжести, а в случае псевдоожиженной плотной фазы — действием на твердые частицы газа, выходящего через отверстие. [c.579]

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]

В этих реакторах реакционная смесь проходит через слой катализатора снизу вверх с такой скоростью, чтобы зернистый материал перешел в состояние псевдоожижения. Это состояние характеризуется тем, что слой как целое расширяется, зерна теряют контакт между собой и приходят в интенсивное и хаотическое движение, не поквдая при этом границ слоя (за некоторыми исключениями). Образуются пузырьки газа, которые поднимаются через слой, п обш ая картина очень напоминает кипящую жидкость. Материал приобретает текучесть и способность передачи гидростатического давления в объеме подобно капельным жидкостям. [c.30]

При плавном увеличении скорости потока от О до некоторого первого критического значения происходит обычный процесс фильтрования, при котором твердые частицы неподвижны (рис. 5-8, а). На графике процесса псевдоожижения, называемом кривой псевдоожижения и выражающем зависимость перепада статического давления в слое зернистого материала от скорости псевдоожижающего агопта (рис. 5-9, а), процессу фильтрации соответствует восходящая вотвь ОА. [c.111]

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]

С момента перехода свободно лежащего неподвижного плотного слоя зернистого материала в псевдоожиженное состояние гидравлическое сопротивление слоя (или перепад давления Дрсл в потоке, проходящем через псевдоожи-женный слой) в аппаратах постоянного поперечного сечения и большого диаметра практически становится постоянным, не зависящим от расхода жидкости (газа). Прн неизменном числе твердых частиц в слое Дрсп определяется по формуле [c.448]

Пример 3.3.4.1. Определить пфепад давления фильтрующегося газа, при котором произойдет псевдоожижение зернистого слоя материала с насыпной плотностью р2 2- На рис. 3.3.4.1, а показана схема установки, реализующей этот процесс. [c.197]

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]

В настоящее время сложились два подхода к определению скорости начала псевдоожижения. По первому из них принимают за начало псевдоожижения момент, когда гидравлическое сопротивление потоку ожижающего агента уравновешивается весом псевдоожижаемого зернистого материала. Второй подход к решению рассматриваемой задачи базируется на взаимосвязи между скоростью витаиия частиц (аУд) и скоростью начала псевдоожижения. Оба эти параметра выражают граничные точки псевдоол<иженного состояния слоя зернистого материала, характерного равенством сил гидродинам[1ческого давления и веса. В связи с этим предлагается определять скорость начала псевдоожижения дар. базируясь на скорости витания одиночной частицы [c.76]

Неравномерность распределения по объему слоя потока ожижающего агента и, как следствие этого, появление в слое малоподвижных зон твердого материала в значительной степени определяются конструкцией аппаратуры для создания псевдоожиженного слоя, в первую очередь — газораспределительных устройств. Дело в том, что на периферии слоя и у его основания между отверстиями перфорированных газораспределительных решеток, чаще всего используемых в промышленных аппаратах, всегда остается большое количество застойных зон твердого материала, не захватываемого выходящими из отверстий струями газа. Вблизи решетки газ движется как бы ио ряду каналов, а не по всему сечению слоя. Относительное количество зернистого материала в этих застойных зонах может оказаться существенным в слоях малой высоты, но теряет свое значение с ростом высоты слоя. Наличие частичного каналообразования у газораспределительной решетки отражается на кривой псевдоожижения (см. главу П, раздел 1) некоторым уменьшением перепада давления. При увеличении высоты слоя перепад давления возрастает до теоретической величины (а в ряде случаев и выше нее), отражая относительное уменьшение количества неожиженного материала. [c.119]

Для ведения процессов с псевдоожиженным слоем зернист01 0 материала в секционированных аппаратах требуется надежная работа переточных устройств, непрерывно перемещающих зернистый материал из секции в секцию. В случае параллельного секционирования (вертикальными перегородками) переток твердой фазы происходит обычно между зонами равного давления. При последовательном секционировании н прямотоке твердая фаза должна переходить из зоны более высокого давления в зону низкого давления. Наконец, в случае последовательного секционирования и противотока перемещение твердой фазы осуществляется из зоны низкого в зону более высокого давления. Последний случай, ши- [c.552]

В заключение необходимо подчеркнуть, что в этом разделе лишь кратко рассмотрено движение жидкости через неподвижные слои зернистого материала. Для более подробного ознакомления с вопросом читатель отсылается к весьма обширной литературе, в частности к работам Брауна [10], Шайдегера [107], Кармана [13] и Коллинза [15]. Результаты этих работ в связи с перепадом давления в псевдоожиженном слое рассматривал такл<е Андерсон [3]. [c.28]