Влияние высоты слоя на распределение частиц по размерам

Теоретически предпочтительнее работать с бесконечно малыми частицами одинакового размера. На практике дело обстоит несколько иначе. При работе с тонким слоем идеальными являются очень мелкие частицы (1-10 мкм), поскольку слои этих частиц довольно легко связываются с подложкой и нет необходимости в использовании нежелательных добавок. В настоящее время в хроматографии в колонках предельный диаметр частиц определяется сложностью заполнения колонок частицами со средним диаметром менее 20 мкм. Маловероятно, чтобы это ограничение действовало в течение долгого времени так, уже несколько пет назад были описаны /11/ высокоэффективные колонки, заполненные субмикронными частицами. Кроме того, техника заполнения колонок постоянно совершенствуется. Влияние массопередачи на высоту тарелки можно заметно уменьшить, если использовать материалы с контролируемой поверхностной пористостью или материалы, представляющие собой твердые частицы, покрытые адсорбирующей пленкой. Для колоночной хроматографии в настоящее время можно рекомендовать частицы со средним диаметром 20-30 мкм с распределением по размерам в пределах 15 мкм или же адсорбенты и носители с контролируемой поверхностной пористостью. [c.48]

В работе [31 ] коэффициенты и Р определялись методом характеристик мнимых частот по экспериментальным данным распределения времени пребывания газа (гелия). Опыты проводились в аппаратах высотой 1 и диаметром 0,16 и 0,5 с варьированием чисел псевдоожижения соответственно от 1,5 до 3 и от 2 до 4,5 и изменением высоты слоя к диаметру от 0,6 до 1,5. Размер частиц (песок) 250—500 мк. С учетом погрешностей в определении 01 и Р, достигавших в отдельных случаях 50%, заметное влияние на коэффициенты Г) и р оказало лишь изменение диаметра реактора [c.127]

Процесс седиментации постепенно приводит дисперсную систему к упорядоченному состоянию, так как оседающие частицы располагаются в соответствии с их размерами (в нижних слоях преобладают крупные, затем более мелкие). Через какой-то промежуток времени все частицы могли бы осесть, как бы малы они ни были. Однако этому противодействуют броуновское движение и диффузия, стремящиеся распределить частицы равномерно по всему объему дисперсионной среды. Между процессами седиментации и диффузии устанавливается равновесие, характеризуемое неоднородным распределением частиц по высоте столба. Мелкие частицы сильнее испытывают влияние диффузии и располагаются в основном в верхних слоях, более крупные частицы под действием силы тяжести располагаются в нижних слоях. Установившееся состояние системы называют седиментационно-диффузионным равновесием. Путем подсчета частиц на двух уровнях можно определить массу и радиус частиц. [c.375]

Влияние крупности материала на распределение температур изучали, проводя опыты с шихтой различной крупности, но при постоянном расходе воздуха, регулируемом разрежением в вакуум-камерах. При размере частиц материала 5-8 мм наблюдается крутой спад температур по высоте слоя, а также малые значения их на нижних горизонтах. При переходе к мелким фракциям (2-3 мм) максимальные температуры массы кусочков шихты повышаются на всех горизонтах. Это обусловлено снижением величины числа В1 (термической массивности кусочков) и соответствующим увеличением поверхности теплообмена. Крупные куски, удельная поверхность которых относительно мала, воспринимают от газа в единицу времени меньше тепла, чем мелкие. Поток теплоносителя сохраняет тепло на большем пути, в результате чего уменьшается нагрев массы материала, но увеличивается скорость перемещения горячей зоны. Увеличение вертикальной скорости спекания при переходе на более крупный размер кусочков шихты связано еще и с тем, что при увеличении пределов крупности происходит уменьшение насыпной массы, а следовательно, объемной теплоемкости слоя. В соответствии с выражением (9.49) это приводит к увеличению вертикальной скорости спекания. [c.176]

Поскольку перенос тепла внутри кипящего слоя осуществляется движущимися частицами твердой фазы, то все факторы, влияющие на это движение, должны воздействовать на величину Я. Такими факторами, воздействующими на циркуляцию в кипящем слое, помимо диаметра и веса зерен, являются геометрические характеристики реактора, отношение высоты слоя к диаметру тип и живое сечение отверстий в распределительной решетке, а также характер распределения размеров зерен. Для иллюстрации влияния последнего фактора приведем некоторые данные. [c.442]

Опытами [362] с моделью диаметром 305 (см. стр. 573) было показано, что конструкция газораспределительного устройства оказывает влияние на поведение слоя почти по всей его высоте. На рис. Х1И-13, , В, Г представлены опытные данные, характеризующие индекс колебания колонны , расширение слоя и диаметр типичного пузыря в зависимости от конструкции газораспределительного устройства. Заметное расширение слоя наблюдается при применении конического распределителя и решетки с колпачками только в случае крупных фракций материалов, а при использовании пористой пластины — фракций всех размеров. Это объясняется более равномерным распределением ожижающего агента пористой плитой (при других распределительных устройствах образовывались каналы и застойные зоны). Пористая пластина, как правило, дает большое число мелких пузырей в сравнительно низких слоях, но в случае крупных фракций материала, аппаратов небольших диаметров и высоких слоев могут образовываться поршни частиц, как и при применении других газораспределительных устройств. [c.596]

Математическая модель процесса (7.59) может быть решена аналитическим методом преобразования Лапласа, однако общий вид этого решения и даже некоторые частные результаты оказываются весьма громоздкими [57]. Наличие тепловыделения в материале и газе в зависимости от их знаков и интенсивности может приводить к различным видам зависимости температуры дисперсной и сплошной фаз по высоте движущегося слоя материала [57]. При математической формулировке задач межфазного теплообмена в движущемся слое дисперсного материала всегда полагается, что движение материала и сплошной фазы происходит с постоянными по поперечному сечению слоя скоростями [уравнение (7.37)]. Учесть неравномерность распределения скоростей (см. рис. 7.4) не представляется возможным даже при постановке задачи, поскольку влияние большого числа факторов на профили скоростей ш и и изучено в недостаточной степени. Поэтому приведенные здесь математические модели процессов межфазного теплообмена в движущемся слое следует расценивать в качестве приближенного описания, справедливого, видимо, в большей степени для дисперсных материалов сферической формы, малого размера частиц и аппаратов большого диаметра и значительной высоты. [c.178]

В работах Лева с соавторами [26] были определены значения коэффициентов теплоотдачи от стенки аппарата диаметром 50 и 100 мм к кипящему слою песка с гладкой и шероховатой поверхностью, а также к частицам окислов железа, применяемых в качестве катализатора в процессе Фишера-Тропша, размерами по ситовому анализу от 400 до 100 меш. Кипящий слой создавался углекислотой, воздухом и гелием. Наблюдаемые значения коэффициентов теплопередачи лежали в пределах 1,2—390 кал/м час °С. Высота слоя менялась от 200 до 700 мм, плотность песка была равна 2,65 и железного катализатора 5,0. Влияние изменения переменных (высоты слоя, плотности частиц и диаметра колонны) в указанных пределах оказалось незначительным. Поршневые движения не сказывались на значениях коэффициентов теплопередачи. Каналообразование существенно отражалось на скорости передачи тепла, а распределение температур по слою в этом случае было нестационарным. Лева и соавторы охарактеризовали экспериментальные данные уравнением [c.30]

Геометрические характеристики слоя. Диаметр и высота слоя, как указывалось выше, оказывают существенное влияние на интенсивность внутренней циркуляции и продольного перемешивания в псевдоожиженных системах и, следовательно, на распределение температур твердого материала и ожижающего агента по высоте (объему) слоя. Естественно, при наличии истинных значений разности температур твердых частиц и ожижающего агента влияние геометрических размеров слоя было бы косвенно учтено. Однако определение истинных значений трудно выполнимо, поэтому при обработке экспериментальных данных приходится принимать температурную кривую по высоте слоя, вряд ли совпадающую с действительной. По этой причине получаемые значения ач носят условный характер и могут обнаруживать зависимость от геометрических параметров слоя [605, 737]. Так, например, отмечается [465] некоторая тенденция к понижению ач с ростом высоты слоя, вызванная тем, что опыты проводились с весьма гшзкими слоями и увеличение их высоты существенно влияло иа отклонение действительной разности температур от принятой. Аналогичная зависимость отмечена в ряде других работ [356, 419, 464 и др.]. Таким образом, наличие в расчетных зависимостях для ач высоты слоя Я (или отношений Я/О , Н й) указывает, прежде всего, на условность методики обработки опытных данных. [c.237]

С другой стороны, Редди и др. [192], работавшие с материалами различных размеров (алундом, стеклянными щариками и полистиролом) также в колонне диаметром 15 см, сообщили, что сначала увеличивается с размером частиц, а затем уменьшается экстремальное значение достигается при среднем размере частиц около 1,0—1,5 мм. Наблюдаемое Редди изменение Нп также должно, вероятно, зависеть от распределения частиц по размерам, которое не может быть полностью охарактеризовано каким-либо осрбым средним диаметром. Тем не менее существование максимума значения Н в зависимости только от размера частиц теоретически рассчитывается путем сравнения влияния размера частиц данного материала па скорость газа, требуемую для фонтанирования и для псевдоожижения. Из уравнения (2.38) влияние размера частиц и высоты слоя на скорость фонтанирования при сохранении постоянства других переменных выражается следующим образом [c.118]

Как показывают проведенные исследования, пространство псевдоол иженного слоя обладает значительной неоднородностью по типу и статистическим характеристикам флуктуаций порозности. Исследования показали, что различные зоны псевдоожиженного слоя отличаются не только значениями средней порозности, но и формой распределений плотностей вероятностей значений порозности. На рис. 3.13 представлены гистограммы распределений порозности для различных зон цилиндрического псевдоожиженного воздухом слоя песка (диаметр частиц 210 + 30 мкм) в колонке диаметром 300 мм при различных скоростях ожижаюшего агента. Из-за неравномерности псевдоожижения как по высоте слоя, так и по сечению, изменение основных статистических характеристик распределений в пространстве слоя имеет весьма сложный характер. При малых скоростях ожижающего агента наблюдается наибольшая неоднородность распределения порозности по слою. Анализ плотностей распределения порозности показывает, что в центральной части слоя происходит основное движение газовых неоднородностей. Наличие поперечной неоднородности слоя приводит к тому, что изменение средней порозности по высоте слоя в центральной части и на периферии имеет различный характер. В центральной части средняя порозность слоя уменьшается при увеличении скорости ожижающего агента, а на периферии происходит монотонное возрастание порозности с ростом числа псевдоожижения. При увеличении скорости ожижающего агента происходит увеличение размера зоны влияния газораспределительной решетки и уменьщение объема плотной зоны слоя, где значение порозности постоянно. С переходом к агрегатному режиму псевдо-ожижения возникает иптсисивное перемешивание твердой фазы, которое приводит к уменьшению поперечной неоднородности распределения порозности. При агрегатном режиме псевдоожижения слой обладает максимальной статистической неопределенностью и среднеквадратичные значения пульсаций порозности максимальны, а коэффициенты асимметрии и эксцесса распределений минимальны. [c.152]