Гидродинамика потоков с псевдоожиженным слоем

Анализ гидродинамики псевдоожиженного слоя представляет собой сложную задачу, так как помимо однородного часто наблюдается неоднородное псевдоожижение (наличие крупных пузырей, каналов, фонтанирование и т. п.). Для интенсификации технологических процессов с твердым зернистым материалом используют также встречные струи и закрученные потоки [13], наложение колебаний [14, 15], акустические [6] и электрические поля [16]. [c.120]

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]

Среди других задач гидродинамики неподвижного слоя важнейшей является определение предела устойчивости НС, т.е. скорости потока (если он подается снизу), при которой его воздействие на частицы становится столь значительным, что слой переходит в псевдоожиженное состояние. Эта скорость (ее иногда называют первой критической) является одновременно скоростью начала псевдоожижения. Ее удобно определять при изучении закономерностей псевдоожиженного слоя (разд.2.7.4.). [c.222]

Рассмотренные выше методы расчета процесса парофазного ка- талитического окисления нафталина справедливы для условий, не осложненных гидродинамикой потока. Ниже рассмотрим взаимосвязь кинетических, гидродинамических и тепловых факторов в реальных конверторах применительно к условиям стационарного и псевдоожиженного слоев катализатора, а также методы расчета основных конструктивных элементов конверторов. [c.92]

Работа [22] посвящена исследованию гидродинамики в коническом псевдоожиженном слое. Скорость газового потока уменьшается по мере его прохождения от малого нижнего сечения к верхнему большому. Полное псевдоожижение слоя в коническом аппарате [c.46]

Электрические процессы, обусловленные трибоэлектрическим эффектом в двухфазных потоках, применяются для диагностика, исследования поведения дисперсной среды, движущейся вблизи стенки аппарата. Эти методы могут быть использованы для исследования гидродинамики потоков в пневмотранспортных установках, смесителях, аппаратах с псевдоожиженным слоем и циклонах. Наиболее изучены эти процессы при движении закрученного двухфазного (газ — твердые частицы) потока в циклоне [41]. [c.28]

Современные сведения о гидродинамике псевдоожиженного слоя твердых частиц в потоке газа, а также закономерностях массо- и теплообмена в этом слое облегчают оценку его возможностей, достоинств и недостатков применительно к каждому конкретному процессу. Несмотря на неблагоприятные для отдельных случаев особенности, псевдоожиженное состояние катализатора представляет большой интерес для ряда промышленных процессов органического синтеза и заслуживает самого серьезного внимания при разработке новых технологических схем, [c.414]

Роу П. Н., X е н в у д Д. А. Силы давления потока в гидравлической модели-псевдоожиженного слоя. В сб. Гидродинамика и массопередача в псевдоожиженном слое . М., Атомиздат, 1964. [c.197]

В разделе 7.1 из цепочки Боголюбова строго выводится уравнение Больцмана — наиболее известное из интегральных кинетических уравнений. Раздел 7.2 посвящен выводу классических уравнений гидродинамики из уравнения Больцмана, при этом для коэффициентов переноса (вязкости и теплопроводности) получены явные выражения. В разделе 7.3 излагается статистическая модель псевдоожиженного слоя, основанная на использовании интегрального кинетического уравнения типа Больцмана и Фоккера — Планка для функции распределения твердых частиц по координатам и скоростям. Построена также замкнутая система уравнений, описывающая изменение во времени гидродинамических параметров обеих фаз слоя. Приведены простейшие примеры применения этой системы уравнений при изучении структуры потоков в псевдоожиженном слое. [c.313]

Полученная замкнутая система уравнений, дополненная соответствующими граничными и начальными условиями, может служить основой для строгого исследования гидродинамики псевдоожиженного слоя. Отметим, что в указанные условия и уравнения входит большое число параметров, характеризующих физические свойства фаз слоя и внешние условия. В связи с этим ясно, что в рамках статистического подхода становится возможным непосредственно учесть влияние этих параметров на структуру потоков в слое. [c.343]

Теоретическая гидродинамика рассматривает две группы гидромеханических процессов процессы, составляющие внутреннюю задачу гидродинамики (например, движение потоков в трубах и каналах), и процессы, составляющие ее внешнюю задачу (например, движение частицы, осаждающейся в среде под действием силы тяжести) процессы, связанные с движением потока через слой (например, фильтрование), составляют третью группу, относящуюся к смешанной задаче гидродинамики [5]. В последнем случае можно рассматривать процесс фильтрования (либо псевдоожижения) с двух точек зрения 1) как движение потока жидкости (газа) по каналам, образованным твердой фазой (частицами осадка или насадочными элементами) 2) как обтекание частиц (или элементов насадки) жидкостью или газом. [c.11]

В общем случае для промышленных аппаратов в качестве модели гидродинамики кипящего слоя может быть принят неоднородный фонтанирующий слой или слой с каналообразованием, у которого кроме дискретной и непрерывной фаз, есть зона с внутренней циркуляцией, которая по отношению к протекающим через слой дискретной и непрерывной фазам является застойной . Существенной особенностью фонтанирующего псевдоожиженного слоя или слоя с каналообразованием является то, что по осям струй или внутри каналов вследствие высокой абсолютной скорости псевдоожижающего агента и малой плотности твердой фазы достигается высокий обмен между потоками, протекающими в дискретной и непрерывной фазах, в связи с чем скорость химического взаимодействия в основном лимитируется процессами, протекающими в застойной зоне . [c.77]

Гидродинамика потока в активной фазе подобна гидродинамике всего потока в критической точке перехода от неподвижного слоя к кипящему. В первом приближении можно предполагать, что скорость потока в активной фазе равна критической скорости гг р, а весь избыток газа сверх необходимого для начала псевдоожижения проходит сквозь слой в пузырях (в пассивной фазе). При этом доля газа, проходящего в активной фазе, равна (если и — скорость всего потока газа) [c.311]

Автору, очевидно, остались неизвестными многочисленные работы по гидродинамике и массообменной способности аппаратов с турбулентным трехфазным псевдоожиженным слоем, опубликованные на протяжении последних 6—8 лет советскими и зарубежными исследователями. Это, естественно, значительно сузило объем информации по рассматриваемому вопросу, изложенной в данной главе. С целью восполнения этого пробела мы приводим список наиболее важных опубликованных работ [8—22]. В последних содержится достаточно обширная информация По ряду аспектов рассматриваемого процесса режимы трехфазного псевдоожижения начало полного ожижения и его зависимость от скоростей потоков ожижающих агентов, их физических свойств, а также от размеров и эффективной плотности элементов насадки динамическая высота слоя и газосодержание перепад давления в слое пределы существования трехфазного псевдоожиженного слоя интенсивность циркуляции элементов насадки в слое величина межфазной поверхности продольное перемешивание массообменная способность аппаратов с трехфазным псевдоожиженным слоем в процессах физической абсорбции, хемосорбции и ректификации бинарных жидких смесей. [c.675]

Такие работы, как исследование теплообмена в восходящем потоке газовзвеси, кинетики процесса непрерывной адсорбции в псевдоожиженном слое мелкозернистого адсорбента, некоторые вопросы гидродинамики суспензий, в основу которых положены современные теоретические воззрения, направлены на решение практических задач, возникающих при разработке новых процессов. [c.3]

Это утверждение вряд ли можно считать бесспорным. Выражения для скорости начала псевдоожижения обычно получают исходя из внутренней задачи гидродинамики, для скорости витания — из внепшей. Но в обоих случаях рассматриваются взвешенные в потоке твердые частицы (на границах псевдоожиженного состояния), так что силы трения потока и твердых частиц в обоих случаях равны и пропорциональны эффективному суммарному весу последних. Изменение выражения для сил т репия может быть отражено в виде функции порозности, как это удалось сделать Тодесу с соавт. 1] (см. Доп. ред. на стр. 46). Таким образом, выражение для сопротивления неподвижного слоя может быть использовано как отправная точка для составления уравнения, описывающего расширение псевдоожиженных систем. [c.670]

Под названием внешняя гидродинамика кипящего слоя мы объединяем все явления взаимодействия потока газа (жидкости) со слоем в целом — критические скорости начала псевдоожижения и уноса, закон расширения слоя. К внутренней гидродинамике кипящего слоя относятся явления, обусловленные нестационарными движениями твердой фазы и ее перемешиванием внутри слоя, дисперсия скоростей и перемешивание в газовом потоке, механизм переноса импульса, теплоты и массы. Перенос теплоты от кипящего слоя к стенкам аппарата или погруженным в него поверхностям принято называть внешним теплообменом , в отличие от межфаз-ного теплообмена между зернами и проходящим потоком газа [c.7]

Гидродинамика кипящих слоев. При продувании неподвижных зернистых слоев, как известно, можно достичь такой скорости газа, при которой сопротивление слоя, определенное, например, по формуле (4.3а), станет равным весу слоя. В этот момент зерна перестанут давить друг на друга, и сыпучая среда, взвесившись в потоке газа, приобретет псевдожидкостные свойства сможет перемешиваться, примет форму сосуда, будет иметь поверхность верхнего уровня, ее можно будет перемещать самотеком из сосуда в сосуд. Скорость газа, соответствующая наступлению такого состояния (критическая скорость начала псевдоожижения Икр), может определяться, например, из соотношения [23] [c.100]

Проведено исследование гидродинамики трехфазного псевдоожиженного слоя на колонне из органического стекла диаметром 178 мм и высотой рабочей части 1200 мм. Изучено влияние скорости газового потока хю, плотности орошения Ь и статической высоты насадки Яст на динамическую высоту Ядин и сопротивление псевдоожиженного слоя Ар, а также на количество удерживаемой в нем жидкости О. Исследование проводили на системе воздух — вода — твердое тело. Плотность орошения I составляла [c.129]

В системе реакторного блока, в которой используется движущийся теплоноситель, требуется непрерывное перемещение твердых частиц между реактором и регенератором. В большинстве случаев это перемеш,ение осуш,ествляется по принципу пневмотранспорта, т. е. движущей силой является поток газа или паров механическое перемещение теплоносителя при помощи элеваторных устройств в настоящее время применяют редко. Пневмотранспорт крупных гранул и порошкообразных частиц оформляют по-разному, поскольку гидродинамика слоя крупногранулированных движущихся частиц и псевдоожиженного слоя неодинакова. В первом случае (рис. 21, а) гидростатический напор столба гранул и скорость их истечения практически не зависят от высоты этого столба. У основания линии пневмотранспорта имеется специальное устройство для захвата частиц газом. На рис. 21, а количество транспортируемого материала регулируется величиной зазора между трубами 1 и 4 внутри захватного устройства чем больше зазор, тем большее количество теплоносителя подхватывается газом при сближении концов труб производительность транспортера падает. Скорости витания крупных гранул теплоносителя значительны поэтому пневмотранспортеры такого типа работают при высоких скоростях транспортирующего газа (обычно не менее 20—30 ж/сек), а для крупного тяжелого теплоносителя —до 40 м/сек. [c.83]

Интересные примеры фотостл мки с ма.7тым временем экспозиции при исследовании гидродинамики двухфазных систем описаны в работах [8. 40, 72, 142]. В частности, авторам первых двух работ с помощью этого метода удалось изучить движение газового пузыря в псевдоожиженном слое, а авторам работ [72. 142] —изменение формы и размеров капель в потоках газа и пара. [c.26]

При обезвоживании высоковлажных продуктов, склонных к комкованию, используется сушилка циклон—вихревой слой [28]. Особенностью гидродинамики аппаратов с вихревым слоем (рис. П1.28) является то, что твердая и газовая фазы перемещаются в противоположных направлениях относительно оси аппарата. В зависимости от расходов фаз в аппарате создаются различные гидродинамические режимы безвихревой, вихревой и режим под-висания . Такой способ термообработки сыпучих продуктов в закрученном потоке теплоносителя позволяет регулировать в широких пределах время пребывания материала в зоне высоких температур, проводить процесс сушки при значительных относительных скоростях. В тех случаях, когда необходима глубокая сушка, последней ступенью этой установки может быть камера с псевдоожиженным слоем. [c.146]

Непременным условием эффективности разделения шихты ФСД является обеспечение полного псевдоожюкения компонентов смеси восходящим потоком воды или раствора электролита. Параметрами, определяющими гидродинамику псевдоожижения, должны быть параметры наиболее крупной фракции наиболее тяжелого компонента смеси — катионита. В борьбе за максимальное использование товарных фракций ионообменных смол для приготовления смеси в ФСД принимаем в качестве расчетного значения диаметр частиц катионита =0.12 см. Тогда при значении истинной плотности частиц катионита — КУ-2 в К -форме р =1.25 г/см , средней пористости неподвижного слоя смол =0.4 и разделении их водой с вязкостью [л=0.01 г/см-сек. и плотностью р=1.0 г/см значение скорости псевдоожижения можно определить по формуле [ ] [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология