Псевдоожижение распределение порозности

Типичная картина распределения порозности по объему псевдоожиженного слоя, представленная на рис. 1У-9, установлена экспериментально [482, 484] при псевдоожижении воздухом сравнительно узких фракций стеклянных шариков в цилиндрическом аппарате диаметром 88 мм и высотою 1 м. Как видно из этого рисунка, порозность распределяется неравномерно по объему слоя, причем последний можно разделить на две основные зоны нижнюю, где псевдоожижение происходит в плотной фазе (е > 75—80%), и верхнюю, где концентрация твердого материала весьма невелика (разбавленная фаза псевдоожиженного слоя). В условиях эксперимента не обнаружено четкой границы между зонами при большом числе псевдоожижения (И >12) при меньших рабочих скоростях газа эта граница более отчетлива [181, 484]. При Н >5—б концентрация твердого материала над плотной фазой падает значительно резче, чем при больших значениях W. [c.109]

Рис. 1У-9. Распределение порозности по объему псевдоожиженного слоя (осевое продольное сечение).

Распределение порозности при псевдоожижении в конических аппаратах [c.114]

Распределение порозности псевдоожиженного слоя в коническом аппарате существенно зависит от угла в его вершине а ). При а <20 псевдоожижение происходит практически по всему объему слоя (безотрывно), а при а 20° образуются центральное псевдоожиженное ядро и сползающий периферийный слой кольцевого сечения. [c.114]

Вопросы распределения порозности по объему псевдоожиженного слоя рассматривались выше применительно к случаям, когда весь твердый материал находится во взвешенном состоянии. В реальных условиях из-за недостаточно равномерного распределения ожижающего агента некоторая доля твердого материала в слое не переходит в псевдоожиженное состояние, образуя неподвижные, (малоподвижные) застойные зоны. Эти зоны, как правило, не желательны, так как служат источниками нарушения нормального хода технологических процессов. Оценивая качество распределения потока ожижающего агента и характеризуя таким образом полноту псевдоожижения зернистого материала (следовательно, и среднестатистические, неизменные во времени, лекальные значения w, е, усл., Rut. д.), говорят о той или иной степени равномерности псевдоожижения. Наряду с этим вводится понятие об однородности псевдоожиженного состояния, характеризующей закономерность пульсационных колебаний определяющих параметров системы (е, усл., w,P,AP) в идеально однородном слое пульсации отсутствуют. [c.118]

Характер движения частиц в объеме псевдоожиженного слоя в значительной степени зависит от конструктивных особенностей аппаратуры, в особенности от конструкции газораспределительного устройства. Для аппаратов малого диаметра характерна представленная на рис. VI-l,a направленная циркуляция твердого материала в псевдоожиженном слое твердые частицы в основном движутся восходящим потоком вдоль оси аппарата, в то время как у стенок наблюдается преимущественное нисходящее движение частиц. При этом частицы одновременно совершают хаотические пульсационные движения в различных направлениях. Наиболее ярко такой направленный характер движения твердой фазы выражен в аппаратах с коническим осиованием (в частности, при фонтанировании), описанных в главе I (см. рис. 1-3). Аналогичный характер (рис. VI-1,6) циркуляционных потоков наблюдался [482] при изучении распределения порозности по объему псевдоожиженного слоя в аппарате диаметром 88 мм (см. рис. IV-8 — IV-10). Однако в данном случае такая картина наблюдалась только в пределах высоты первоначального неподвижного слоя, выше этой зоны характер циркуляции изменялся. [c.170]

Эти исследования распределения порозности по вертикали можно суммировать с помощью простой модели, представленной на рис. 111-15. Слой с образованием пузырей условно разделен на две области плотную и разбавленную псевдоожижен-ную. В плотной зоне изменение порозности в зависимости от условий псевдоожижения объясняется частотой, размером и скоростью прохождения пузырей через слой вверх. Поэтому понимание порозности слоя должно в конечном итоге идти от изучения пузырей в псевдоожиженных слоях это явление рассматривается в гл. IV. [c.92]

Рис. 111-15. Упрощенное распределение порозности в псевдоожиженном слое I — надслоевая зона уноса частиц II — зона плотной фазы псевдоожиженного слоя.

И.З уравнения (3.3-32) видно, что возмущения скорости распространяются перпендикулярно волновому вектору. Таким образом, это решение представляет собой поперечные волны, не вызывающие отклонений от равномерного распределения порозности. Основной целью анализа устойчивости однородного псевдоожиженного слоя является нахождение неустойчивых решений системы уравнений гидромеханики, приводящих к нарушению [c.84]

Экспериментальное исследование распределения порозности над поднимающимся в псевдоожиженном слое газовым пузырем, в котором сопоставляются результаты Джексона и экспериментальные данные, проводилось в работе [67, с. 257 ]. Поскольку эксперименты проводились с двумерным псевдоожиженным слоем, в данной работе теория Джексона модифицирована для случая двумерного газового пузыря. В этой работе показано, что экспери-ментально измеренное поле порозности качественно соответствует полю этой величины, полученному теоретическим путем. Экспери- [c.131]

При исследовании распределений локальных скоростей газа по сечению в псевдоожиженном слое оказывается, что распределения носят нестационарный характер и непрерывно изменяются вслед за изменениями пространственного распределения порозности. Некоторые авторы, [c.146]

Рис. 3.13. Гистограммы локальных распределений порозности в мелкодисперсном псевдоожиженном слое.

Рис 15 5 Распределение порозности псевдоожиженного слоя по высоте [c.523]

Распределение компонентов в смеси дисперсных частиц по высоте ПС является результатом действия двух основных конкурирующих факторов собственно сепарации и продольного перемешивания частиц. При наличии в ПС газовых пузырей, т.е. при неоднородном псевдоожижении, минимальная порозность е р и [c.544]

Рис. 1.9. Распределение порозности (е выражена единицами емкости лФ) по высоте псевдоожиженного слоя порошка марки ЭП-49А

Средние порозность е и удельная поверхность Оо являются хотя и основными, но не единственными параметрами, определяющими структуру и гидравлическое сопротивление слоя. Индивидуальные различия в распределении частиц слоя по размерам и форме вообще не могут быть выражены небольшим числом дополнительных параметров, например, дисперсией и более высокими моментами этих распределений. Эти обстоятельства привели к тому, что в сотнях опубликованных работ каждый исследователь старался подобрать свою корреляцию для критической скорости псевдоожижения, справедливую на самом деле лишь для изученных им систем и в исследованной им области изменения определяющих параметров. Проведенное нами в 1968 г. [1, с. 149] сопоставление около 80 предложенных корреляций показало практическую близость большинства из них к простой инженерной формуле (1.21). Несмотря на продолжающийся поток публикаций и предложений новых корреляций для и р, это положение за истекшие 10 лет практически не изменилось. [c.25]

При скорости потока и, превышающей критическую скорость начала псевдоожижения ы р слой начинает расширяться, его порозность е и общая высота Н возрастают по сравнению с первоначальными их значениями Eq и для насыпанного слоя. Зерна становятся взвешенными, т. е. сила сопротивления зерна восходящему потоку остается равной весу зерна. Для соблюдения этого равенства зерна расходятся друг от друга и скорость скольжения потока между зернами = и/е растет медленнее расходной скорости и. Соответственно перестраивается и распределение скоростей в поровых каналах между зернами, снижая градиенты скорости у поверхности зерен так, чтобы, несмотря на увеличе- [c.33]

Рассмотренный в разделе П.2 механизм гравитационных колебаний приводит к тому, что структура кипящего слоя становится неоднородной. Локальная порозность е колеблется с теми же характерными частотами Vq, определяемыми его внешней геометрией (Я и Dan) и режимом псевдоожижения (м/и р). Эти колебания могут возбуждаться как внутренними причинами—неустойчивостью равномерного распределения частиц в пространстве, так и внешними воздействиями со стороны газораспределительной решетки. Амплитуда их время от времени достигает максимально возможного значения г ах = 1, что сопровождается образованием пузырей. [c.78]

При псевдоожижении газами с увеличением их скорости слой, как указывалось выше, последовательно проходит стадии спокойного псевдоожижения (слой относительно однороден по объему) и неоднородного псевдоожижения (барботаж пузырей, образование агрегатов — слой неоднороден по объему). При дальнейшем увеличении скорости газа, когда порозность е превышает 0,7—0,8, слой снова становится однородным с более или менее равномерно распределенной в нем твердой фазой (в случае полидисперсного состава зернистого материала — слой с сепарацией частиц по высоте в зависимости от их размера). В случае псевдоожижения капельной жидкостью слой постепенно расширяется от состояния спокойного псевдоожижения до сепарированного слоя, как правило, минуя стадию образования неоднородного слоя. [c.96]

Рис. III-18. Распределение частиц по высоте слоя и порозности в псевдоожиженных слоях песка при разных скоростях газа [32] (G — массовая доля частиц в слое)

Результаты теоретического исследования движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое могут быть сопостав лены с экс- периментальными данными. При этой экспериментальные данные представляют собой [32, с. 74] результаты исследования скорости подъема газовых пузырей в псевдоожиженном слое, распределения давления газа и порозности псевдоожиженного слоя вблизи пузыря, формы, размеров и расположения области циркуляции, газа около пузыря. [c.140]

Следует отметить, что во всех случаях теоретическое рассмотрение связано со значительными упрощениями реа.чьной картины и поэтому существенным является экспериментальное исследование условий движения пузыря, его форма, размеры, зависимость параметров от характеристик аппарата, твёрдой диспергированной азы и режима псевдоожижения, локальные распределения давления и порозности вокруг пузыря. [c.65]

Было проведено три серии опытов. В первой стадии исследовалось распределение вертикальной составляющей скорости частицы по площадям разных поперечных сечений псевдоожиженного слоя. Во второй серии определялась зависимость вертикальной составляющей скорости частицы от числа псевдоожижения. Опыты проводились при скорости воздуха в свободном сечении реактора 2,4 2,8 и 3,5 м/с. Критическая скорость псевдоожижения катализатора составляла 0,84 м/с. В третьей серии опытов исследовалось распределение горизонтальной скорости частицы по площади поперечного сечения слоя. Высота неподвиж- ного слоя катализатора в реакторе во всех опытах была одинаковой и равнялась 44 мм. Отношение высоты слоя к диаметру реактора 1г/0 = 0,73. Начальная порозность слоя [c.111]

Центробежно-вибрационный способ формования исключает возможность пластических деформаций и хрупкого разрушения частиц, более того, он способствует повышению равномерности распределения пор по поверхности изделия, так как порошок подается в процессе формования не стесненным, а расширяющимся потоком. При обычных способах формования неравномерность порозности, различие в размерах пор й их распределении в изделии объясняется образованием арок и сводов при укладке частиц, что является следствием стесненности потока порошка, взаимных контактов и трения частиц между собой и с поверхностью формы. Наложение вибрационного поля на сыпучий материал при правильном выборе параметров вибрации (псевдоожижение) приводит к положительному эффекту, однако не дает высокой регулярности распределения пор. Использование центробежно-вибрационного способа формования приводит к повышению качества изделий. [c.202]

Рис. II1-4. Распределение флуктуаций порозности в псевдоожиженном слое на разных расстояниях (/) от распределительного устройства .

При изучении продольного перемешивания стеклянных шариков, псевдоожиженных в слое сетчатых колец Рашига, установлено что в присутствии последних псевдоожижение становится более однородным, а продольное перемешивание газа уменьшается. С увеличением скорости газового потока число Боденштейна для продольного перемешивания проходит через минимум при порозности в интервале 0,55—0,65. Этот минимум совпадает с переходом от режима с барботажем пузырей к сплошному потоку. Повышение расхода газа приводит к увеличению интенсивности движения частиц и относительному росту ограничений этого движения (из-за столкновений с насадкой и другими твердыми частицами после их столкновения с насадкой). В результате распределение ожижающего газа но поперечному сечению слоя становится более равномерным. Пузыри уже нельзя наблюдать визуально, хотя псевдоожиженный слой не является однородным, поскольку еще существуют области высокой и низкой [c.309]

Радиальное перемешивание на оси аппарата изучали 121 при псевдоожижении шариков стекла и кварца в колонне диаметром 137 мм и высотою 250 мм. При этом установлено равномерное распределение скорости ожижающего агента в колонне. Результаты исследования радиального перемешивания в жидкой фазе в слоях твердых частиц трех различных размеров представлены на рис. 11-36. Как видно из опытных данных, для частиц каждого размера при порозности, близкой к 0,7, число Боденштейна проходит через [c.322]

В работе [62, с. 230] путем численного решения уравнений (4.3-6)—(4.3-9) находилось распределение порозности около пузыря, имеюш.его несферическую форму. При этом поле скоростей твердой фазы определялось таким образом, чтобы обеспечить выполнение условия постоянства давления на поверхности пузыря. Результаты теории сопоставлялись с экспериментальными данными по распределению порозности около искусственно созданной в псевдоожиженном слое полости, свободной от твердых 4a Tnn. [c.132]

После достижения равновесного состояния, когда Я ., = Яв или 7 = i в и достигнуто определенное равновесное распределение порозности, унос при неоднородном псевдоожижении резко замедляется, но не исчезает полностью он происходит даже при Сел < Ср (в том числе и при Со < С ). Благодаря различию кинетической энергии отдельных частиц и воздействию импульсов потока возникают локальные флуктуации порозности и пульсации скоростей чассиц. В таких условиях отдельные частицы, обладающие повышенной кинетической энергией, вылетают за пределы сечения высотой Яв и уносятся газовым потоком. Подобному уносу из равновесного слоя способствуют и такие факторы, как неравномерное газораспределение, проскок газа в виде пузырей и т. д. [c.112]

А. Е. Горштейном [87] и А. Д. Гольцикером [88]. Несмотря на различие применявшихся методик (пьезоэлектрические и емкостные датчики, пристеночные наблюдения в рассеченных по оси аппаратах и т. д.), качественные результаты этих работ близки —всеми исследователями установлено наличие ядра высокой порозности и плотной периферийной зоны в опытах авторов данной монографии [88] дополнительно было найдено существование переходной зоны обмена. Типичное распределение порозности фонтанирующего слоя приведено на рис. 45. В работах [87 и 88] даны подробные результаты по углам раствора ядра низкой концентрации, предельным высотам слоя и т.д. Следует особенно отметить отличие роли решетки в фонтанирующем слое и при псевдоожижении если в последнем случае главная функция решетки — равномерное газораспределение, то при фонтанировании ее роль скромнее — поддержание осевшего при остановке слоя. Особенно существенным является установление в гидродинамических опытах авторов книги (см., например, рис. 46) отсутствие контакта слоя с решеткой ввиду отжатия его воздушным потоком, образование своеобразного пузыря у сетки. Именно поэтому в рядё первых конструкций аппаратов с фонтанирующим слоем для обезвоживания и грануляции (например, патент Бужу ) предлагалось размещать форсунку в устье конической части (рис. 47), причем к одному из преимуществ такого конструктивного решения относилась возможность предварительной подсушки капель горячим воздухом. В случае подачи неньютоновской жидкости (паста, суспензия) подогрев форсунки [c.133]

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]

По мере увеличения частоты дозирования потока ожижающего агента в сменноциклическом слое генерируются фонтанирующий, собственно сменноциклический и регулируемый псевдоожиженный слои. При этом достигается регулируемое изменение структуры слоя, равномерное распределение ожижающего агента, повышение однородности распределения порозности и равномерности теплообмена по сечению слоя, расширение пределов существования псевдоожиженных систем. [c.108]

Как показано в [1—5], использование мелкопористых плит в качестве газораспределительных решеток дает наилучшие рзультаты по качеству псевдоожиження. Исследовалась равномерность псевдоожижения эпоксидных порошков с диаметром частиц до 250 мкм в аппарате с диаметром камеры /)а=200 мм с пористой перегородкой из шлифовального абразивного круга с вибрацией и без вибрации. Как отмечалось выше, применение вибрации приводило к значительной стабилизации псевдоожиженного слоя, к уменьшению пульсаций давления АР и высоты слоя Я. Распределение порозности по высоте слоя (определялось зондированием слоя емкостным датчиком) [c.16]

При пневмотранспорте в плотном слое сг = Оо и распределение газового потока по сечению пневмоподъемника практически столь же равномерное (плоская эпюра скоростей), как и в кипящем слое вблизи начала псевдоожижения. Если необходимая высота подъема зернистого материала 10—20 м, то общий необходимый перепад давлений транспортирующего газа Ар может составить 2—3 избыточных атмосферы и плотность газа р с высотой упадет в 3—4 раза. Массовый расход газа М = рм5ап по высоте трубопровода остается неизменным. Если сечение трубопровода постоянно, ТО С уменьшением плотности газа скорость потока и и подъемная сила возрастают по высоте. Будет при этом возрастать с высотой и порозность, т. е. движущийся слой будет становиться менее плотным и более неоднородным. Так, для мелких частиц в соответствии с (1.34) имеем [c.45]

В. принципе циркуляционные течения в псевдоожиженном слое могут быть описаны на основе нелинейных уравнений гидромеханики-псевдоожиженного слоя. Однако эти уравнения, в силу их нелинейности, удается решить только для ограниченного числа частных случаев. Получение одного из таких решений, которое может служить моделью крупномасштабных циркуляционных движений в псевдоожиженном слое, является целью данного раздела. В работе [87 ] рассматривалась циркуляция твердых частиц в неоднородном псевдоожиженном слое, обусловленная неравномерным распределением пузырей по сечению псевдоожиженного слоя. В настоящем разделе будет построена математическая модель циркуляционных течений в псевдоожиженном слое, имеющем постоянную однородно распределенную по слою порозность. Кроме того,. в отличие от работы 87], в которой исследовались двумер- [c.108]

Зависимость среднего значения аксиальной составляющей локальной скорости от диаметра частиц слоя определяется зависимостью средней порозности слоя от диаметра частиц. Дисперсия распределения, которая по физическому смыслу соответствует среднеквадратичному значению пульсационной составляющей локальной скорости газа, имеет максимальное значение при режиме развитого псевдоожижения, когда наблюдается состояние максимальной статистической неопределенности поля скоростей газа в слое. Степень асимметрии распределения локальных аксиальных скоростей газа в псевдоожиженном слое в основном определяется наличием в слое областей, характеризующихся меньшими по сравнению со средними значениями порозности. При одной и той же скорости ожижающего агента в слое частиц большего размера должно быть большее число областей со значением порозности ниже средней. Этим, по-видимому, [c.147]

Одной из важнейших характеристик псевдоожиженного слоя является порозность. До последнего времени внимание исследователей было сосредоточено на изучении зависимости средней порозности слоя от режима псевдоожижения и распределений средней по времени порозности в пространстве слоя. В последние годы в связи с разработкой малоинерцнонных миниатюрных конденсаторных датчиков порозности и использованием [c.151]

В формулу (3.37) входит параметр ф, который определяется по экспериментальным данным и по физическому смыслу представляет собой величину, обратную средней интенсивности флуктуаций в псевдоожиженном слое. Возрастание г) соответствует понилсению уровня флуктуаций. При постоянной и увеличение г] приводит к возрастанию эксцесса распределения и уменьшению его асимметрии. По рис. 3.33 можно судить о характере зависимости коэффициента з от расхода ожижающего агента. Как видно из рисунка, величина не зависит от того, в какой точке слоя проводится измерение флуктуаций локальной порозности. [c.180]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология