Характеристики частиц зернистого материала

Влияние частоты ультразвука. О влиянии частотных характеристик ультразвукового поля существуют противоречивые мнения. Так, с одной стороны, отмечается [136], что кавитационный пузырек вырождается в пульсирующий при повышении частоты до 10 и понижении до 10 Гц, а эрозионная активность его не зависит от частоты. С другой стороны, установлено, что эрозионная активность пузырька линейно уменьшается с ростом частоты колебаний в диапазоне от 20 до 500 кГц [112]. Поэтому для технологических ультразвуковых установок в машиностроении в качестве оптимального принят диапазон частот от 18 до 44 кГц, поскольку уменьшение частоты в область слышимых звуков приводит к повышению уровня шума, а увеличение частоты более 44 кГц — к снижению КПД преобразователей. Однако повышение частоты может привести к положительным эффектам, так как в этом случае могут возникнуть более равномерное кавитационное поле и более интенсивные акустические течения. Эффект очистки при повышении частоты можно также объяснить тем, что за счет уменьшения длины волны увеличивается возможность проникновения ультразвуковой энергии в капиллярные области между частицами зернистого материала. [c.75]

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]

Определенную сложность при расчете Ар по уравнению (6.60) представляет определение эквивалентного диаметра зернистого материала или насадки. Особенно оно усложняется для случая, когда зернистые материалы состоят не из одинаковых по размерам и форме частиц (так называемый монодисперсный зернистый материал), а из различных полидисперсный зернистый материал). Поэтому выражения для определения часто являются усредненными и довольно приближенными. Эквивалентный диаметр выражают через основные характеристики зернистого материала - удельную поверхность и свободный объем. [c.120]

Очень часто при фильтрации тонкодисперсных систем с размером частиц около 5 мк наблюдается закупоривание пор фильтрующего материала. Поэтому в таких случаях применяют зернистые фильтрующие материалы, проницаемые для жидкости, но задерживающие твердые частицы. В качестве таких вспомогательных веществ применяется большое число разнообразных материалов диатомит (инфузорная земля, кизельгур), перлит (вулканическое стекло), асбест, кокс, целлюлоза, древесная мука, активированный и неактивированный древесный уголь, силикагель, гипс, летучая зола, а также смеси этих материалов, например диатомита с перлитом, диатомита с асбестом. Степень дисперсности этих веществ зависит от размеров фильтруемых частиц чем тоньше эти частицы, тем мельче должны быть и зерна, составляющие фильтрующий слой. Свойства смешанных зернистых материалов определяются характеристиками составляющих их компонентов. Добавление волокнистых материалов (асбеста, целлюлозы) способствует получению более устойчивых слоев зернистого материала на фильтровальной перегородке. [c.271]

Слои зернистых материалов могут состоять из частиц одинакового (монодисперсный слой) и различных диаметров (полидисперсный слой). Важнейшими характеристиками зернистого слоя являются относительная объемная доля пустот е, называемая порозностью, размер частиц их форма и удельная поверхность/ м /м . Если в объеме зернистого слоя V м содержится м плотного (монолитного) материала, то г = (V — 1 — У У. [c.77]

В настоящее время не существует метода предсказания оптимального распределения частиц но размерам применительно к крупным установкам. Если это и было бы возможно, то, все равно, в большинстве промышленных установок существуют ограничения относительно размеров используемых частиц, поскольку эти размеры предопределены особенностями осуществляемого процесса, а не характеристиками псевдоожижения. Даже в тех случаях, когда можно регулировать размеры частиц исходного зернистого материала (нанример, при использовании экономически выгодных высоких скоростей газа усиливается истирание частиц, повышается унос мелочи), возникает слой с равновесным распределением частиц но размера . Такое распределение может и не дать оптимальных характеристик слоя с барботажем пузырей. [c.700]

Характеристики частиц зернистого материала [c.226]

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]

Движение зернистого материала в фонтанирующем слое является направленным и легко поддается изучению. В настоящее время опубликованы результаты ряда исследований, касающихся движения твердых частиц в фонтане и кольцевой зоне, интенсивности циркуляции зернистого материала и характеристик перемешивания. [c.634]

Прежде чем приступить к рассмотрению характеристик слоя, состоящего из зернистого материала различного размера, надо научиться удобным способом задавать распределение частиц по [c.71]

Исследовали материалы лакокрасочной промышленности, имеющие различные физические характеристики и размер частиц пер-хлорвиниловая смола (ПХВ), поливинилформаль (ПВФ) и пигмент мумия. Кроме того, исследовали сополимер СГ-1. Сушку проводили в цилиндро-коническом аппарате с фонтанирующим слоем зернистого материала. Такая конструкция является предпочтительной при обработке полидисперсных и термочувствительных продуктов. [c.85]

Для определения количества жидкости, адсорбированной произвольно выбранной порцией зернистого материала, выходящего из аппарата, необходимо знать траекторию движения каждой частицы, ее скорость и условия переноса жидкого вещества. Для этого необходимо решить две основные задачи 1) дать математическое описание процесса движения твердых частиц 2) получить количественную характеристику потока диспергированной жидкости. [c.84]

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]

Плотный слой зернистого материала представляет собой объем V, часть которого непосредственно занимают частицы V,,, а оставшуюся часть У — образующиеся между частицами извилистые поровые каналы, по которым движется поток газа, проходящего через слой. В зависи.мости от размера и формы частиц, а также характера их укладки форма, размер и объем поровых каналов меняются. Важнейшей характеристикой слоя является его порозность, или доля свободного объема е [c.396]

Проблема выбора модели структуры слоя связана с трудностью строгого разграничения применяемых зернистых материалов по дисперсности и, следовательно, по гидравлическому сопротивлению или проницаемости слоя. Практически рассматривают два случая 1) слой материала состоит из отдельных непористых (или имеющих незначительную внутреннюю пористость) частиц и 2) слой состоит из частиц, обладающих большой внутренней пористостью (например, сорбенты). В первом случае основными гидравлическими характеристиками служат порозность слоя и величина удельной поверхности частиц. Во втором случае удельная поверхность частиц (наружная) пренебрежимо мала по сравне нию с их внутренней поверхностью, характеризующей сорбционную емкость. Таким образом, каждая гранула или частица измельченного сорбента представляет собой пористую среду с беспорядочным расположением извилистых пор — каналов, в которых действуют капиллярные силы. [c.181]

Для анализа и управления реактор.ами, через которые проходят потоки реагентов, технологу необходимо учитывать влияние характеристик таких потоков на показатели ХТП. К основным гидродинамическим характеристикам потока, оказывающим влияние на протекание ХТП, относят линейную скорость и перемешивание, к термодинамическим — изменение температуры по длине реакционной зоны, через которую проходит поток и др. При дальнейшем изложении материала мы не будем делать различия между потоками газа, жидкости, зернистых твердых материалов или их смесями. Для простоты их называют потоками жидкости, а под термином частица подразумевают часть потока, движение которого в какой-либо момент можно рассматривать как движение единого целого. В зависимости от гидродинамических характеристик и структуры потока продолжительность пребывания таких частиц (зерен, капель, малых объемов жидкости или газа) в зоне реакции будет различна, процесс, протекающий в каждой такой частице, будет иметь различную степень завершенности. Это, в свою очередь, окажет отрицательное влияние на средние выходные показатели протекания ХТП в реакторах. [c.97]

Наиболее показательной характеристикой струи в зернистом слое является зона циркулящ1и материала вокруг нее. В пределах этой зоны происходит активное перемешивание частиц слоя, значительно возрастает теплообмен [55, 66, 67, 79, 87]. Моделирование слоя путем рационального расположения струй с сопровождающими их областями циркуляции обеспечивает активное перемешивание в прирешеточной зоне аппарата и позволяет исключить нежелательные застойные зоны. Показано [71, 73], что геометрия зоны активной циркуляции материала в окрестности струи описывается изотахой Uy = U вертикальной составляющей скорости газа в слое. Величина U зависит от физических свойств частиц и ожижающего газа. В качестве первого приближения можно принять U = 0,217в (где i/в-скорость витания частиц). [c.111]

В свою очередь прочность прикрепления загрязнений к зернам фильтрующего материала зависит от свойств загрязнений поступающей на фильтр суспензии, гидродинамических условий формирования осадка загрязнений в норовом пространстве, характера взаимодействия загрязнений с поверхностью зерен фильтрующего материала и других факторов. Экспериментальные исследования показали, что в объеме фильтра наблюдается не только неравномерное количественное распределение загрязнений по высоте слоя, но и изменение прочностных характеристик осадка загрязнений вследствие изменения адгезионной активности частиц суспензии [12, 51]. Таким образом, можно считать, что распределение осадка в объеме зернистого слоя но прочности перед началом регенерации носит случайный характер. [c.31]

В таких технологических процессах, как адсорбция, катализ, сушка, где используют внешнесплошные, хотя и внутреннепористые частицы, зернистый слой весьма часто состоит из одинаковых или близких по размерам элементов (монодисперсные слои). Форма самих элементов зачастую близка к шару или цилиндру, у которого диаметр высота — величины одного порядка. Во многих случаях торцевые и боковые поверхности элементов являются частью сферы. Геометрические характеристики подобных слоев близки к соответствующим характеристикам слоя, составленного из шаров одинак-рвого диаметра. На характер упаковки влияют также свойства материала элементов слоя. [c.7]

Характеристики псевдоожижен/юго слоя. Газовая фаза проходит снизу вверх через слой твердого зернистого материала со скоростью, обеспечивающей переход твердых частиц во взвешенное состояние. Исследование псевдоожиженного слоя показало, что он не является однородным наличие газовых пузырей среди турбулентно- и толчко-образнодвижущихся частиц твердого материала создает видимость кипения слоя. Пузыри газа просачиваются между частицами твердой фазы, имеющими во взвешенном состоянии относительно небольшой контакт одна с другой. Типичная картина внутреннего состояния псевдоожиженного слоя показана на рис. 1Х-39. [c.290]

Для расчета сопротивления неподвижных слоев, крупнокусковых и других насадок можно использовать уравиения, приведенные в главе III. Геометрические характеристики различных насадок, рекомендации по расчету коэффициентов их сопротивления приводятся в справочной литературе и отдельных монографиях [162, 189, 247 и др.]. Все этн сведения и рекомендации не могут быть, к сожалению, использованы для точного расчета распределп-тельны.ч устройств, поскольку сопротивления последних со слоем твердых частиц и без него могут весьма значительно различаться [28, 35, 114]. Обнаружено, например [308], что потеря напора у сухой решетки может оказаться больше, чем в случае, когда на ней находится некоторое количество зернистого материала. [c.544]

Другим пределом существования взвешенного слоя является скорость, при которой зернистый материал выносится из аппарата. Скорость уноса рассчитывается по тем же формулам, что и скорость свободного осаждения или витания одиночной шарообразной частицы. Р1ачало уноса характеризуется следующими условиями 1) расширение слоя достигло предела и движение отдельных частиц не зависит от воздействия соседних частиц 2) частицы не осаждаются и не уносятся газовым потоком, свободно витая в надслоевом пространстве, так как вес каждой частицы уравновешивается силой сопротивления, возникающей при обтекании частицы потоком газа. Незначительное превышение скорости газа над скоростью витания приводит к уносу частицы. Скорость витания является важнейшей характеристикой взвешенного слоя и определяется опытным путем [25]. [c.232]

При свободлой засыпке в аппарат зернистого материала его частицы получают произвольную упаковку, плотность которой зависит от гранулометрического состава, дисперсности, формы частиц, вида засыпки и некоторых других факторов. Вследствие этого слой получает определенную структуру, одной из характеристик которой является коэффициент плотности укладки К, определяемый по уравнению [c.77]

Известно, что геометрическая структура и деформационное поведение сыпучего материала находятся в тесной взаимосвязи. Достаточно упомянуть о качествепно различном, в зависимости от начальной плотности, изменении объема сыпучего тела при сдвиговой деформации [1]. В связи с задачами механики грунтов в изучении механических свойств сыпучего материала достигнут значительный прогресс. Вместе с тем теоретические представления о происходящих при деформации преобразованиях структуры упаковки частиц развиты сравнительно слабо. Анализ в основном ограничивается изучением характера изменения объема или пористости. Это объясняется фактическим отсутствием эксиериментальпых методов исследования топких структурных характеристик зернистого слоя, подобных, к примеру, рептгено-структурному методу исследования строения вещества. [c.15]

По способности изменять свою пористость зернистые среды можно условно разделить на сыпучие и связные. К сыпучим средам (чаще их называют идеально сыпучими) можно отнести сухой песок, к связным — мокрый песок или уплотненный тонкодисперсный (порошкообразный) материал. У связных материалов значительную роль ирают силы, вызванные молекулярными и поверхностными силами сцепления в точках контакта между частицами (например для мокрого песка это силы поверхностного натяжения жидкости). По этой причине связные материалы могут иметь очень рыхлые упаковки в начальной стадии своего формирования и, следовательно, существенно изменять свою пористость в зависимости от величины уплотняющей нагрузки. У сыпучих сред начальная пористость достаточно близка к предельной упаковке, и в практических расчетах вполне уместно использование такой характеристики, как насыпная плотность, в качестве константы. [c.138]