Характер течения газа в псевдоожиженном слое

Создание всевозможных аппаратов с псевдоожиженным слоем и в особенности каталитических реакторов требует знания характера течения газа в слое и газообмена между пузырями и плотной фазой. Гидродинамические особенности пузырей и плотной фазы рассматривались в гл. IV и V, предметом же настоящей главы является газообмен. Будут представлены результаты имеющихся исследований, получена модель течения газа, а затем эта модель будет сопоставлена с экспериментальными данными. [c.152]

ХАРАКТЕР ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ [c.152]

Характер течения газа в псевдоожиженном слое изучался в стационарном и нестационарном эксперименте с трассером, а также при помощи модельной реакции. Результаты, как правило, интерпретировались с целью получения [c.152]

Увеличение размеров образовавшегося факела сопровождается периодическим изменением его формы с эллиптической до грибовидной и происходит в фильтрующемся слое, образованном перед фронтом факела за счет стока газа в слой. Важно подчеркнуть, что по характеру циркуляции частиц в каверне, по изменению формы головной части факела течение в стационарном зернистом слое качественно идентично струйному течению в псевдоожиженном слое, описанному в разделе 1.2.2. Однако в отличие от псевдоожиженного слоя, в стационарном не происходит полного перекрытия канала и отсоединения его от разбухшей верхней части, представляющей собой газовый пузырь. [c.11]

Циркулирующие смеси газ — твердое, обладающие большой объемной плотностью, встречаются в псевдоожиженных слоях, в вертикальных трубах, а иногда и в транспортных линиях. В последних двух случаях обычно желательно знать, каковы будут вид потока, его скорость и изменение давления вдоль пути движения. К сожалению, ввиду сложности характера двухфазных течений, а также недостаточности сведений о них, некоторые аспекты расчета таких систем находятся в неудовлетворительном состоянии. [c.317]

Зависимость характера струйного течения фактически от единственного свободного параметра-давления в каверне (совпадающего с давлением газа в плотной фазе вдали от каверны, на уровне расположения области сужения) свидетельствует о высокой степени автомодельности процесса распространения струи в псевдоожиженном слое. В связи с автомодельностью задачи возникает подтверждающийся экспериментально вывод о подобии форм каверн, образующихся в разных условиях [1, 3, 7, 10, 13, 16-18, 21-24, 26-28], и, в частности, о независимости отношений Уф/й Уф/1) от скорости истечения струи IIд. [c.17]

Нижняя часть струи оказывает дренирующее воздействие на прилегающие объемы слоя. Происходит значительная инжекция газа и частиц со стоком в канал (факел) струи, обусловливающая существенное перераспределение потоков газа и частиц в окрестности струи и изменение характера псевдоожижения слоя. Вблизи сужения инжекция прекращается, и знак рассматриваемого эффекта меняется на обратный-в области над сужением происходит эжекция газа и частиц из струи в плотную фазу слоя. Таким образом, радиус дренирующего влияния струи на слой имеет порядок высоты пережима факела. Интенсивность инжекции зависит от начального импульса струи и физических свойств частиц (размера, шероховатости поверхности) и возрастает с увеличением критерия Уф/Яр, т. е. с изменением режима течения от пузырькового к струйному [5]. Присоединенная масса струи (по жидкой фазе) формируется главным образом за счет объема дисперсной фазы псевдоожиженного слоя. Обеднение газом объема слоя в окрестности струи существенно затрудняется, когда расход достигает значения, близкого к начальному критическому. [c.19]

НИЖНИХ сечениях, постепенно ослабевает по высоте. Частицы попадают в канал струи в результате сползания слоев сыпучего материала по поверхностям, определяемым эффективными локальными значениями угла откоса. Это движение частиц вблизи каверны даже при значительных числах псевдоожижения слоя = 2,2 для крупных частиц) существенно отличается от движения частиц в истинно псевдоожиженной системе, поскольку граничные с факелом участки плотной фазы слоя обеднены газом вследствие его оттока в струю. Если число псевдоожижения не слишком велико, то такой инжекции вполне достаточно, чтобы локальная скорость газа в указанных участках существенно понизилась и стала равной (или даже меньше) начальной скорости псевдоожижения. В результате плотность упаковки частиц вблизи каверны значительно возрастает, система по характеру движения приближается к неподвижной сыпучей среде, а интенсивность движения начинает существенно зависеть от эффективной вязкости дисперсной фазы. Характерные траектории движения частиц в ближайшей окрестности струи и ее канале можно получить путем киносъемки течения полуограниченной струи. Типичная траектория частицы при подходе ее к границе струи и движении вдоль границ факела показана на рис. 1.8. [c.20]

Исследование полуограниченных струй представляет несомненный интерес для понимания характера и установления закономерностей течения газа около поверхностей, погруженных в псевдоожиженный слой. Как показали исследования Г. Н. Абрамовича [40], наличие твердой стенки при истечении полуограниченной затопленной струи незначительно влияет на изменение толщины струи, однако скорость на оси струи затухает гораздо быстрее, чем в аналогичной свободной струе. [c.23]

Приведем также высказывание ряда авторов [149, 150, 755], что, подобно некоторым жидкостям вблизи точки плавления, псевдоожиженный слой аналогичен псевдопла-стичной жидкости и имеет неньютоновский характер течения. С ростом скорости газа псевдожидкость приближается к ньютоновской. [c.389]

Роув [48] изучил влияние природы как твердых частиц, так и потока газа на характеристики псевдоожиженных слоев и применил нолученные данные для расчета реакторов с псевдоожиженными слоями для осуществления медленных реакций первого порядка. Этот более реалистичный подход был применен Роувом для того, чтобы вычислить на основании законов механики среднее время пребывания в реакторе частиц, на которых происходит поверхностная реакция. Аэродинамическими условиями лимитируются только медленные реакции, и Роув выбрал такие реакции газ — твердое тело, на скорость которых оказывает влияние характер течения в слое. Он пришел к выводу, что ири неправильном выборе размера частиц твердого материала большая часть газов проходит через слой в виде пузырьков, не вступая в реакцию из-за недостаточности времени контакта. Наиболее действенный способ увеличения эффективности контакта газа с твердым телом заключается в увеличении размера частиц. Желательно, чтобы через активную фазу проходило как можно больше газа, так как при этом увеличивается время контакта газа с твердым телом. При увеличении размеров частиц вдвое, время, необходимое для полного превращения исходного вещества в продукт, сокращается наполовину. Если скорость газового потока все же достаточно велика, чтобы вызвать образование пузырьков, теплоперенос к стенкам реактора остается достаточно высоким, чтобы сохранились преимущества проведения процесса в псевдоожиженном слое. [c.436]

Струйные течения газа в зернистом слое могут быть весьма разнообразными по форме течения, природе газа (потока) в начальном сечении струи и, наконец, характеру окружающей среды. Из всего многообразия струйных течений можно выделить два основных типа, различаюидахся принципиально. Во-первых, струя или коллектив струй могут вводиться в неподвижный зернистый слой материала с сохранением его неподвижного состояния или с возможным установлением псевдоожиженного состояния, начиная с некоторого уровня над газораспределительной решеткой. В обоих случаях имеем до сохранения равновесия слоя задачу о распространении струи в неподвижном слое зернистого материала. Во-вторых, струя или коллектив струй могут вводиться в ожиженный или почти ожи-женный зернистый слой для улучшения качества псевдоожижения или для интенсификации обменных процессов. В этом случае приходим к задаче о распределении струи в псевдоожиженном слое зернистого материала. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология