Начало фонтанирования

Скорость начала фонтанирования. ........... [c.8]

В данной главе рассмотрены основные особенности фонтанирующего слоя и условия, необходимые для обеспечения его устойчивости. Изучаются такие гидродинамические характ еристики, как перепад давления, скорость начала фонтанирования, предельная высота фонтанирующего слоя, структуры потоков ожижающего агента и частиц, порозность и диаметр фонтана. Кроме того, для более глубокого понимания структуры фонтанирующего слоя привлекаются результаты исследований по тепло- и массообмену. Везде, где возможно, даны расчетные уравнения. [c.620]

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]

III, СКОРОСТЬ НАЧАЛА ФОНТАНИРОВАНИЯ [c.627]

Минимальная скорость газа, при которой слой будет оставаться в состоянии фонтанирования, зависит, с одной стороны, от свойств твердой фазы и ожижающего агента и, с другой, — от геометрии слоя. В отличие от скорости начала псевдоожижения скорость начала фонтанирования Ums Для данного материала понижается с уменьшением высоты слоя и увеличением диаметра аппарата. Кроме того, на величину U влияет размер входного отверстия, хотя и незначительно. Таким образом, сравнение U со скоростью начала псевдоожижения затруднительно. В случае высоты слоя, близкой к максимально возможной при фонтанировании, скорости фонтанирования и начала псевдоожижения примерно равны. Поскольку максимальная высота слоя, способного фонтанировать, в аппаратах большого диаметра, как правило, намного больше рабочей (для пшеницы, например, в аппарате диаметром 305 мм составляет 2,75 м), то практическая потребность газа для фонтанирования в больших аппаратах часто бывает ниже , чем для псевдоожижения. [c.627]

Средние скорости циркуляции твердого материала в фонтанирующем слое были определены недавно при изучении переходного процесса перемешивания с помощью последовательного отбора твердых частиц. При этом первоначально верхняя и нижняя половины слоя состояли из частиц разного цвета. Такой метод позволяет оценить интенсивность обмена твердыми частицами между двумя зонами по средней скорости циркуляции, значения которой для аппарата диаметром 152,5 мм лежат в диапазоне 0,27—0,54 кг/с. Было установлено, что определяющим фактором является скорость газового потока интенсивность циркуляции увеличивается пропорционально отношению рабочей скорости газового потока и скорости, необходимой для начала фонтанирования. Циркуляция интенсифицируется при увели- [c.638]

Достаточно обоснованных методов расчетов цилиндрических аппаратов с орошаемой подвижной насадкой, работающих в фонтанирующем режиме, нет. К сожалению, отсутствуют и общие зависимости для определения параметров (давления и скорости) начала фонтанирования, устойчивого режима и перехода в пневмотранспорт. Конструируют подобные аппараты, как правило, по аналогам, работающим в условиях, совпадающих с заданными на проектирование. Оценочно для полиэтиленовой насадки размером 30...40 мм и насьшной плотностью около 120 кг/м скорость газового потока под решеткой, соответствующая режиму устойчивого фонтанирования, может быть принята до 10...12 м/с, удельное орошение - до 6 л/м Оценочные значения коэффициентов очистки и сопротивление аппарата могут приниматься аналогично аппаратам с псевдоожиженным слоем. [c.230]

Обобщенное корреляционное соотношение для межфазного теплообмена между поверхностью частиц и вертикальным потоком взвешивающего газа в отличие от уравнения (4.2.5.13) содержит критерий Рейнольдса, определяемый по скорости начала фонтанирования и диаметру частиц [c.260]

В настоящее время нет надежной формулы для расчета скорости начала фонтанирования Щ)ф, что объясняется недостаточной изученностью самого явления. Ряд авторов [181, 247, 643, 720] приводит эмпирическую формулу, полученную на основе опытов по псевдоожижению песка, семян различных растений и т. д. воздухом и водою в аппаратах диаметром от 152 до 610 мм при высоте слоя от 90 до 2700 мм [c.91]

При выходе факела из слоя при скорости,равной Шн1<р когда факел становится визуально стабильным, начинается интенсивная циркуляция частиц. Особенность данного режима заключается в том, что питание ядра факела частицами осуществляется в основном за счет их подсоса- у основания факела. По стенкам же факела частицы движутся вниз, а в ядро факела со стенок втягиваются лишь отдельные частицы в основном в верхней части слоя. Наложение псевдоожижения на слой сдвигает скорости начала фонтанирования в сторону. Величина постоянного давления в факеле и визуальные наблюдения подтверждают то, что число частиц в ядре так же увеличивается. Это один из наиболее важных моментов, отличающий режим фонтанирования 1) псевдоожиженном слое. [c.9]

Скорость зарождения фонтана (точка С) и скорость начала фонтанирования (точка В) зависят от состояния исходного слоя и поэтому полностью не воспроизводятся. Лучше всего воспроизводится так называемая минимальная скорость фонтанирования ш .ф, значение которой подучается при медленном уменьшении расхода газа, В этом случав слой остается в состоянии фонтанирования вплоть до точки С, которая соответствует нижнему граничному условию фонтанирования. [c.24]

Скорость начала фонтанирования была названа нами скоростью фонтанирования ы ф, Прим. ред.) [c.24]

Как средство сведения к минимуму неоднородности фонтанирующего слоя была предложена пульсация газовой фазы при поддержании соответствующей циркуляции твердых частиц [56, 249, 251]. Газ вводится при скорости достаточно высокой, чтобы положить начало фонтанированию, а затем подача газа на короткий период прекращается. Основной эффект от импульсного [c.239]

Рис. III. 30. Зависимость изменения сопротивления от расхода газа в конических цилиндрических аппаратах до начала фонтанирования и после его развития I), а также при уменьшении расхода (2).

Восходящая вдоль оси реактора струя газа несет с собой частицы твердой фазы с повышенной скоростью и пониженной объемной концентрацией и выбрасывает их фонтаном над слоем. Падая обратно, эти частицы затем постепенно оседают вниз в более плотной фазе по периферии реактора. Для первоначального прорыва струи через слой необходим значительный избыток давления. На рис. 111.30 приведена экспериментальная кривая зависимости напора от расхода газа в фонтанирующем слое. Помимо большого пика давления при начале фонтанирования эта зависимость имеет очень большую петлю гистерезиса . Для расчета величины относительного пика давления Арк/ун о и скорости начала фонтанирования щ предложен ряд эмпирических корреляций [184—187, 198—202, 205. [c.188]

Такой скачок объясняется тем, что при фонтанировании слой переходит в подвижное состояние при больших значениях средней по высоте скорости газового потока, чем в кипящем слое. Кроме того, фонтан образуется при скорости газового потока, превышающей критическую скорость кипения, так как в первом случае скорость газа относится к меньшему сечению (диаметр корня струи). Если принять за начало фонтанирования критическую скорость кипения газовой струи на выходе из слоя, то начальная скорость фонтанирования будет зависеть от высоты слоя. После образования фонтана сопротивление слоя падает и может быть больше или меньше сопротивления кипящего слоя той же высоты. Величина его зависит не только от концентрации твердых частиц в ядре, но и от скорости газа (как при пневмотранспорте). До настоящего времени гидродинамика аэрофонтанного режима изучена недостаточно. Ниже приводятся приближенные эмпирические соотношения для определения гидравлического сопротивления слоя при рассматриваемом режиме. [c.134]

Экспериментально установлен и качественно объяснен механизм начала фонтанирования. С помощью фотоснимков, полученных для плоской прозрачной модели, и емкостного метода на трехмерной модели исследовали структуру (распределение концентраций твердой фазы) фонтанирующих слоев с различными углами конусности, диаметрами входного отверстия (от 25 до 100 мм) и высотами слоев при изменении входной скорости воздуха от 0,5 до 50 м сек. Определены размеры ядра и периферийной зоны. Установлено наличие переходной зоны между ними с промежуточной концентрацией частиц. [c.195]

Рабочая скорость фонтанирования крупных частиц в 2—3 раза превышает скорость начала фонтанирования. Исследовано влияние различных факторов (угла конусности, диаметра входного отверстия, высоты слоя, размера частиц) на минимальную рабочую скорость, определяющую переход от пульсирующего к спокойному фонтанированию. [c.195]

В технике фонтанирования, как и для кипящего слоя, большое значение имеют исследования граничных режимов — условий перехода слоя сыпучего материала при продувке его газом от режима фильтрации к режиму фонтанирования. Наибольшее число известных исследований посвящено именно условиям начала фонтанирования, а не гидравлике развитого фонтанирования. Практическая важность изучения этих режимов объясняется не только необходимостью расчета минимально необходимого расхода газа, как и в случае кипящего слоя, но и определения специфичного для фонтанирующего слоя избыточного (по сравнению с рабочим режимом) напора при пуске. [c.29]

Зависимости для расчета максимального перепада давления в момент начала фонтанирования [c.30]

Так, например, условие начала фонтанирования в [98], согласно которому [c.34]

Рис. 1-10. Фотографии потери устойчивости и начала фонтанирования в плоском коническом (а = 70° слое. Цифры соответствуют точкам кривой фонтанирования.

Рис. 1-18. Границы ядра фонтанирующего слоя, рассчитанные из условий начала фонтанирования.

Этот результат обобщенного подхода к задаче с позиций механики сыпучих материалов интересен тем, что рассмотренные ранее условия начала фонтанирования и соответствующие решения вытекают из него как частные случаи при определенных допущениях в свойствах засыпки. [c.22]

В литературе приведены многочисленные экспериментальные данные по скорости начала фонтанирования, охватывающие широкий круг зернистых материалов в аппаратах малого диаметра (от 75 до 230 мм) цилиндрической и конической форм. Кроме того, в опытах с пшеницей было изучено влияние диаметт ров аппарата вплоть до 610 мм. Вследствие сложности системы был использован, главным образом, эмпирический подход к обобщению опытных данных. [c.627]

Число Рейнольдса базируется на диаметре частицы и скорости воздуха во входном отверстии в момент начала фонтанирования. Значения постоянной и показателей степени в уравнении (XVII,6) существенно различаются для разных диапазонов изучаемых переменных. [c.630]

Если высота слоя превысит максимально возможную в условиях фонтанирования, то фонтанирующий слой перейдет в псевдоожиженный (рис. XVII-2). Следовательно, если известна скорость начала псевдоожижения зернистого материала, то максимальная высота фонтанирующего слоя в данном аппарате может быть рассчитана по уравнению для скорости начала фонтанирования при замене значения i/ s на U f- Величина U f была найдена нри помощи уравнения Эргана для неподвижного слоя и равенства АР/Я = рЛ1 - ео) [c.630]

Аналогичный подход был сделан Беккером , установившим, что для исследованных им материалов (см. раздел III) скорость начала фонтанирования при Н = примерно на 25% выше скорости начала псевдоожижения. Однако он предложил вместо уравнения Эргана использовать равноценное уравнение, включающее коэффициент лобового сопротивления и число Рейнольдса, которое он рассчитал по своим экспериментальным значениям / j, полученным при Н = Н т- Было показано что рассматриваемый подход не намного точнее метода Торли отличающегося большей простотой и меньшим эмпиризмом. Для учета несферич-ности частиц угля и шероховатости их поверхности была предложена модификация уравнения (XVII,7). [c.630]

Не = vldpf .f — число Рейнольдса в момент начала фонтанирования 8р — поверхность частицы — время [c.653]

В технологической практике находит применение разновидность псевдоожиженного состояния дисперсного материала — так называемый фонтанирующий слой. Такой слой создается в вертикальном аппарате, когда взвешивающий газовый поток подводится к дисперсному материалу не по всему поперечному сечению ашхарата, а только в центральной его части (рис. 4.2.5.2). По достижении определенной скорости начала фонтанирования внутри аппарата образуется центральная зона (фонтан), по которой с относительно высокой скоростью проходит основная часть газового потока с некоторым количеством твердых частиц, подхватываемых центральным потоком в основном [c.259]

При достижении скорости начала фонтанирования нижняя граница слоя поднимается и переходит в более широкую часть аппарата. В зоне, непосредственно примыкающей к входному отверстию, возн1И<ает вихреобразное движение жидкости с очень небольшой концентрацией твердых частиц. В верхних слоях, где сосредоточена основная масса частиц, при скоростях потока 1,15 наблюдается характерная для фонтанирующего в капельной жидкости слоя двухзонная структура. Ось центрального канала в этом случае, как правило, имеет сложную изогнутую форму (рнс. 1, е). При скорости жидкости 1,5 Шу возникает вихреобразное движение всего слоя, причем контуры циркуляции могут иметь различную форму (овальную, в виде восьмерки и т. д.). При этом характерно периодическое самопроизвольное изменение формы и направления циркуляции (рис. 1, г, д). [c.102]

О — диаметр ядра фонтанирующего слоя Оо — верхний диаметр коническо-цилиндрического аппарата <1 — диаметр частицы материала о — входной диаметр аппарата (Зг — весовой расход газа ко — высота слоя в статическом состоянии N — число фонтанирования ш — скорость газа во входном сечении аппарата Шпф — скорость начала фонтанирования х, у — текущие координаты а — коэффициент межфазового теплообмена у — удельный вес материала б — толщина стенки аппарата 8 — порозность слоя р — плотность материала. [c.143]

Известны и другие попытки расчета скорости начала фонтанирования [491], приведшие, однако, к выводу весьма громоздких формул. В упомянутой работе [491] сделана также попытка количественного определения предельной высоты слоя Н maXi при КОТО-рой возможно явление фонтанирования. Полученные формулы и в этом случае крайне громоздки, а наличие в них показателей степени, являющихся в свою очередь экспоненциальными функциями, свидетельствует, по-видимому, о недостаточно удачной обработке опытных данных. [c.91]

Схема фонтанирующего слоя дана на рис. П1-55. Смешение и взаимодействие в системе газ — твердое вещество достигается сначала в фонтанирующей струе, текущей снизу вверх через центр свободно насыпанного слоя твердых частиц. Затем частицы оседают, кружа кольцами, как в обычном слое, движущемся под действием силы тяжести противотоком к газу. Механизм движения потоков газа и твердой фазы в фонтанирующем слое был впервые описан в 1955 г. Сушку изучал Кауан Теоретическое уравнение для определения минимальной скорости, необходимой для начала фонтанирования, вывели Мадонна и Лама [c.274]

Как уже было показано, различные авторы рассматривали явление начала фонтанирования на основе частных гипотез. В принципе эта задача является типичной для механики зернистых материалов (на возможность применения которой к гидравлике кипящего слоя указали ]Иартюшин и Toppe [104, 105]). [c.32]

Г Г" ГТТу ющееся тогда из (1-29) равенство дает (е1 16г)[3 й,3] / фактически условие начала фонтанирования в [99] (при добавлении в правую часть слагаемого, учитывающего связность). Таким образом, условие начала фонтанирования в [99] соответствует допущению о жестко свя-Рис. 1-8. Схема напряжении занных между собой частицах (филь-в коническом с лое с фильтра- ру щая пробка). Количественная [c.34]

Таким образом, различные авторы рассматривали явление начала фонтанирования на основе частных гипотез. Поскольку эта задача типична для механики зернистых материалов, Гольцикером и авторами [3, 11] механизм потери устойчивости и конического фильтрующего слоя был рассмотрен с этих позиций. Принято, что градиент давления не зависит от высоты сечения [c.21]

Если же вместо идеально сыпучей среды рассматривать идеально связный слой, то при некотором значении скорости как при цилиндрической, так и при конической засыпке изменится направление сил трения, что соответстБует переходу производной dajdz через нулевое значение получающееся тогда из (1.19) равенство дает фактически условие начала фонтанирования, приведенное в работе [14] (при добавлении в правую часть слагаемого, учитывающего связность). Таким образом, условие начала фонтанирования в [14] соответствует допущению о жестко связанных между собой частицах (фильтрующая пробка). Количественная оценка распределения напряжений в слое конической засыпки представляет существенные трудности. Основной причиной этих трудностей является то, что если напряжения, возникающие под действием газового потока, не зависят от характера взаимодействия частиц дру1 с другом и поэтому легко определимы, то обратная зависимость (влияние газового потока на напряжения, возникающие за счет взаимодействия частиц друг с другом) весьма существенна и пока практически не изучена. С целью проверки гипотез, выдвинутых различными авторами, было проведено экспериментальное исследование на плоской модели конического аппарата. Поскольку все продольные размеры такого аппарата во много раз больше его толщины, то модель можно было считать двухмерной. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология