Псевдоожижение ядро слоя

Рис. 2. Отдельные случаи псевдоожижения о — поршневой режим б — 0А ОА фонтанирующий слой — газовая пробка 2 — поршень твердого материала з — сползающий периферийный кольцевой слой 4 — псевдоожиженное ядро слоя 5 — фонтан ОА — поток ожижающего агента.

Распределение пузырей по поперечному сечению слоя. Экспериментально и теоретически установлено что газовые пузыри в псевдоожиженном сдое распределены не равномерно, даже если газ через распределительную решетку подается абсолютно равномерно по сечению. В частности, в ядре слоя движутся пузыри больших размеров и с большей частотой, нежели у его стенок. Развитие неравномерности обусловлено горизонтальными перемещениями пузырей в результате поперечной коалесценции. [c.534]

Фонтанирование является одной из разновидностей псевдоожижения, позволяющей перемешивать плохо псевдоожижаемые зернистые материалы слишком крупные частицы или одинаковые по размеру. Фонтанирование достигается подачей ожижающего агента через небольшое отверстие в центре основания расширяющегося конического аппарата вместо равномерного его распределения по всему сечению слоя. В рассматриваемом случае гидродинамическая обстановка существенно отличается от существующей в обычном псевдоожиженном слое твердому материалу сообщается направленное циркуляционное движение, он в виде разбавленной фазы поднимается в ядре слоя и в виде плотной фазы опускается в кольцевой периферийной зоне. [c.620]

Основные положения и механизм теплообмена. Коэффициент теплоотдачи от тела, погруженного в плотный продуваемый слой, сравнительно невелик, особенно в слое мелких частиц. С увеличением скорости фильтрования газа он монотонно растет. В момент перехода в псевдоожиженное состояние порозность слоя почти не меняется, но частицы начинают двигаться. Поднимающиеся газовые пузыри периодически отбрасывают частицы от поверхности, на их место попадают холодные частицы из ядра слоя, и это резко увеличивает коэффициент теплоотдачи (рис. 2.5 . [c.102]

С увеличением давления горение интенсифицируется, температура начала устойчивого горения снижается, а максимальная температура в прирешеточной зоне возрастает. Так, в кипящем слое корундовых частиц 0,6—1,0 мм при числе псевдоожижения Ш = 2,5 и высоте исходного плотного слоя Но = 150 мм максимальная температура в зоне горения стехиометрической смеси составила 1070 1100 и 1190°С при давлениях, соответственно, 0,3 0,5 и 1,1 МПа и температуре ядра слоя во всех случаях, равной 900°С (она поддерживалась путем изменения количества циркулирующего через кипящий слой корунда) [1]. При этом максимальная температура наблюдалась на расстоянии, соответственно, 15 10 и <5 мм от плоскости специальной колпачковой решетки, а горение практически заканчивалось на высоте 80 50 и 30 мм. При давлениях 1,5—2 МПа и 1 2-ь2,5 температура у решетки на 300— 400°С превышала температуру в ядре слоя, что приводило к спеканию материала в застойных зонах. С увеличением числа псевдоожижения до 3,5—5 застойные зоны исчезали и спекание не наблюдалось. [c.196]

Псевдоожижение в конических и других аппаратах с плавно увеличивающимся снизу вверх поперечным сечением слоя имеет ряд специфических особенностей [99, 101, 104]. В таких аппаратах образуется псевдоожиженное ядро, диаметр которого меньше диаметра аппарата. Псевдоожиженные частицы в ядре движутся преимущественно снизу вверх, что, однако, не исключает и хаотического движения частиц во всех направлениях. Псевдоожиженный материал, перемещаемый вверх газовым (жидкостным) потоком, отбрасывается над свободной поверхностью слоя к его периферии, поэтому после прекращения дутья слой у стенок аппарата всегда оказывается несколько выше, чем по его оси. Вдоль наклонных стенок конического аппарата частицы сползают потоком к вершине конуса, где они снова переходят в псевдоожиженное состояние. Диаметр псевдоожиженного ядра возрастает с увеличением высоты слоя и, если угол в вершине конуса не превышает угла расхождения псевдоожиженной струи ( 20°), ядро занимает практически все сечение слоя [101, 104]. [c.40]

Квадратичная зависимость (III. 24), в согласии с визуальными наблюдениями, указывает на то, что при а — 10° псевдоожижение происходит по всему поперечному сечению слоя (безотрывно). При s >20° сечение псевдоожиженного ядра меньше полного сечения слоя, что согласуется с показателем степени 1,44<2 в уравнении (III.25). [c.90]

ЗОНЫ (назовем ее условно участком гидродинамической стабилизации) зависят, очевидно, от конструкции газораспределительного устройства, а также от некоторых параметров псевдоожиженного состояния (например, скорости ожижающего агента, размера частиц и т. д.). Влияние участка гидродинамической стабилизации на характер псевдоожижения в ядре слоя возрастает с уменьшением высоты последнего при значительных высотах слоя участок стабилизации, как это видно из рис. IV-10, может в расчет не приниматься. Высота этого участка обычно измеряется несколькими десятками миллиметров в условиях рассматриваемого опыта (рис. IV- 1) она близка к 30 мм. [c.111]

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]

Рис. IV-15. Распределение воздушного потока между псевдоожиженным ядром и периферийным кольцевым сечением в фонтанирующем слое (система пшеница — воздух а — 85° а/ отв. = 6 Яо/ а = 4)

Заметим, что рассмотренный механизм и формула (IX. 6) игнорируют непосредственное влияние на теплообмен диаметра частиц псевдоожижаемого твердого материала. Кроме того, представление о монотонном нисходящем движении тонкого слоя частиц вдоль поверхности теплообмена не соответствует реальному характеру потоков в псевдоожиженном слое. В действительности частицы движутся вдоль поверхности относительно короткое время, покидают зону близ поверхности и уходят в псевдоожиженное ядро, а их место занимают новые частицы, имеющие температуру этого ядра. Перенос тепла к частицам происходит и за счет теплопроводности через пленку частиц, и вследствие контакта между частицами и поверхностью, и кондукцией в пределах отдельных частиц. При этом интенсивность процесса определяется переносом тепла частицами, перемещающимися из ядра псевдоожиженного слоя к поверхности теплообмена и обратно. Смена частиц [c.293]

И, как следствие этого, медленным выравниванием ее температуры по сечению потока вдоль трубы [280]. Для псевдоожиженного слоя характерно практически мгновенное выравнивание температуры, поэтому тепловая стабилизация может наблюдаться лишь у основания слоя, где температура отличается от температуры в ядре слоя и может иметь различные значения по его поперечному сечению [117]. [c.324]

Этот вывод, разумеется, справедлив лишь в том случае, если вся активная поверхность трубки находится выше участка стабилизации, поскольку на этом участке коэффициент теплоотдачи выше, чем в остальном слое [2, 119, 736]. Кстати, по некоторым данным , на этом участке а может зависеть и от некоторых свойств твердого материала (например, теплопроводности), влияние которых в ядре псевдоожиженного слоя не наблюдается. Теплообмен в зоне стабилизации, видимо, подчиняется иным закономерностям, чем в ядре слоя. [c.325]

При попытках создания математической модели псевдоожиженных систем особые трудности вызывает математическое описание движения пузырей газа в слое, обмена активным компонентом между газовым пузырем и ядром слоя, кинетики диффузионных процессов в момент возникновения и роста пузыря и т. п. [c.606]

Вначале сравнение этих двух механизмов было проведено для случая обычной жидкости [30]. Затем этот анализ был распространен следующим образом [31] на псевдоожиженный слой. Был рассмотрен тонкий слой плотной фазы толщиной Ig, который внезапно вступает в контакт с теплообменной поверхностью и спустя время t мгновенно сменяется свежим пакетом плотной фазы из ядра слоя. Это явление описывается дифференциальным уравнением [c.257]

Обозначив через диаметр псевдоожиженного ядра на расстоянии Ло от нижнего сечения слоя (рис. 1-13), получим [c.42]

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]

Помимо рассмотренных способов интенсификации теплоотдачи существуют и другие. Например, высокие коэффициенты теплоотдачи достигаются в теплообменных аппаратах с псевдоожиженным слоем (слоем, имеющим все свойства капельной жидкости) в связи с тем, что в них обеспечивается высокая интенсивность переноса тепла от слоя к поверхности теплообмена (или обратно). Благодаря высоким коэффициентам теплоотдачи от слоя к поверхности, весь температурный перепад сосредоточен в непосредственной близости к поверхности теплообмена. Это объясняется тем, что разность температур между псевдоожиженным слоем и поверхностью теплообмена почти равна температурному перепаду газовой прослойки между стенкой и частицами ближайшего к ней ряда. Вследствие интенсивного перемешивания твердой фазы, псевдоожиженный слой представляет собой изотермическую систему, т. е. температура частиц ближайшего ряда почти такая же, как и в ядре слоя. Высокие значения а, в свою очередь, способствуют быстрому отводу или подводу тела Q при сравнительно небольших поверхностях f теплообмена. [c.27]

На рис. 49 представлена зависимость относительной вертикальной составляющей скорости частицы от числа псевдоожижения, которая получена с помощью рассматриваемого метода. Кривые 1—4 получены в результате измерений скорости движения твердых частиц в точках, отстоящих от оси реактора соответственно на 0,1 0,3/ 0,6/ и 0,9/ , где / — радиус цилиндрического реактора. Эти кривые позволяют установить, что наибольшую скорость частицы имеют вблизи центра ядра слоя и что с ростом числа псевдоожижения увеличивается вертикальная составляющая скорости частицы. [c.111]

Еще одна разновидность процесса псевдоожижения — фонтанирующий слой. Конструкции таких аппаратов очень просты, но применяют их в основном для достаточно крупных однородных частиц. Реактор с фонтанирующим слоем имеет коническое днище с углом конусности до 60—70°. В вершину конуса подают газ, скорость движения которого по оси реактора должна быть близкой к скорости витания частиц. У стенок аппарата, напротив, скорость газа значительно меньше скорости витания. Благодаря такому распределению скоростей в фонтанирующем слое возникает циркуляция частиц — в центре они поднимаются, по периферии опускаются. Плотность частиц в периферийной зоне близка к плотности неподвижного слоя, в центральном фонтанирующем ядре концентрация частиц значительно меньше. Для всех конических реакторов с углом раскрытия 20—75° фонтанирующее ядро как бы ограничено конической поверхностью с углом 5° — 7°. [c.273]

Второе направление постулирует доминирующую роль переноса тепла движущимися твердыми частицами, учитывая также теплопроводность через пленку ожижающего агента около поверхности. Высокие значения к приписываются большим температурным напорам при прогреве (охлаждении) движущихся твердых частиц у поверхности теплообмена. Здесь учитывается влияние теплофизических свойств твердого материала, причем одни авторы исходят из многократно повторяющихся актов нестационарного теплообмена между поверхностью и твердыми частицами, переносящими тепло в ядро псевдоожиженного слоя другие— из нестационарного прогрева потока твердого материала вд оль поверхности а также из несколько иных представлений [c.419]

Итак, можно представить себе следующую схему переноса тепла в неоднородном псевдоожиженном слое (рис. Х-4). В момент времени < = О к теплообменной поверхности температурой Гту подходит пакет твердых частиц (для простоты — сферических, диаметром д) при температуре ядра нсевдоожиженного слоя Тв и характерной порозности Еа- Пусть в пристенной зоне (порозность пакета в ней ew ф 6 , термическое сопротивление — Нуу) температура падает от Туу до Т. Начиная от границы этой зоны [c.421]

Представленный на рис. 2.21 десублиматор работает в режиме фонтанирования. Для охлаждения слоя используется змеевик 2. Через трубу о в десублиматор вводится исходная ПГС вместе с твердыми частицами. Скорость подачи ПГС регулируют таким образом, чтобы твердые частицы в зоне ядра поднимались чуть выше змеевика 2. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты, перемещаются в кольцевую зону между ядром и стенкой аппарата. По мере роста частиц слоя (так как они обтекаются охлажденным газом и газ в зоне змеевика пересыщен) они под действием сил тяжести опускаются, одна их часть выводится из аппарата через разгрузочное устройство 4, другая часть подается шнеком на рецикл. Из существующей практики известно, что режим работы аппарата с фонтанирующим слоем более устойчив, чем режим работы аппарата с псевдоожиженным слоем. Поэтому привели выше лишь математическую модель процесса десублимации в аппарате фонтанирующего слоя. [c.240]

Твердые частицы лекарственного вещества (в дальнейшем содержимое микрокапсул будет обозначаться термином ядро ) покрывают оболочкой различными способами. При нанесении покрытий в псевдоожиженном слое применяют установку, аналогичную той, которая используется для нанесения покрытий на таблетки. Вместо таблеток в установку загружают лекарственное вещество в виде микрокристаллического порошка или гранул. [c.351]

Более современные представления о механизме теплопереноса стенка— псевдоожиженный слой базируются на пакетной модели . В соответствии с нею определяющую роль в переносе теплоты играют неустойчивые образования твердых частиц — пакеты . В кратковременном контакте с горячей поверхностью пакет прогревается (за счет его теплопроводности), забирая от поверхности теплоту. Газовый пузырь, подойдя к поверхности, отбрасывает пакет в ядро псевдоожиженного слоя. После ухода пузыря от поверхности на его место приходит новый пакет частиц — так осуществляется перенос теплоты от поверхности к слою (или в обратном направлении). С увеличением скорости повышается частота появления пузырей у поверхности (а с ней и частота смены пакетов) и уменьшается продолжительность контакта отдельного пакета с поверхностью — поэтому возрастает интенсивность теплоотдачи, т.е. апс- При высоких скоростях V > газовых пузырей становится много, растет время их контакта с поверхностью и ее доля, занятая малотеплопроводными пузырями, — поэтому начинается снижение Опс с ростом IV. [c.507]

Отличительной особенностью гетерогенно-катали-тических реакторов является наличие твердого катализатора. Различают реакторы с неподвижным и движущимся слоем катализатора. Для подвода или отвода тепла, а также для усиления массопереноса применяют различные режимы псевдоожижения. Эффективным способом ускорения процессов переноса для гетерогенных и гетерогенно-каталитических реакций является пульсационное воздействие на стационарные слои зернистого материала. Гетерогенно-каталитические реакции обычно сопровождаются массопереносом от ядра потока к зерну катализатора и массопереносом внутри зерна, поэтому выявление лимитирующей стадии является сложной задачей при проектировании гетерогеннокаталитических реакторов. Аналогично решаются технические проблемы, возникающие при проведении гетерогенных химических процессов. [c.59]

Фонтанирующий слой имеет определенные преимущества перед обычным псевдоожиженным. Ожи-жающий агент, поступающий в аппарат, имеет довольно высокую скорость, поэтому исключается контакт материала с горячей распределительной решеткой (в некоторых случаях можно обойтись и без решетки). В аппаратах фонтанирующего слоя обеспечивается хорошее перемешивание твердых частиц, а в ядре фонтана происходит распад конгломератов за счет высоких скоростей столкновения частиц и значительное их истирание. В режиме фонтанирования целесообразно осуществлять процессы, протекающее циклически в две стадии в ядре потока и в периферийной зоне, работать с дисперсным материалом широкого фракционного состава. [c.583]

В ряде случаев наличие слоя зернистого материала может привести, наоборот, к увеличению сопротивления решетки в результате частичного ее закупоривания псевдоожижаемым материалом или пылью, образующейся вследствие эрозии. С течением времени гидравлическое сопротивление решеток часто изменяется (рис. 11-14). Кроме того, для псевдоожиженного слоя характерно существование малоподвижных (застойных) зон зернистого материала, возникающих не только из-за неудачной конструки.ии аппарата. Дело в том, чго на практике в ядре псевдоожиженного слоя часто наблюдаются восходящие токи с пониженной концентрацией твердой фазы, а на периферии слоя — нисходящие токи с концентрацией. [c.73]

Результаты экспериментов по псевдоожижению в конических аппаратах приведены на рис. III. 8. Из рисунка видно, что при а =15° и небольших высотах слоя, когда dslda 2, скорость начала псевдоожижения w можно рассчитать по уравнению (III. 24), так как псевдоожижение наблюдается по всему сечению слоя. С увеличением высоты слоя в нем появляется псевдоожиженное ядро и скорость начала псевдоожижения постепенно приближается к величинам. вычисляемым по уравнению (III. 25). [c.90]

Как было отмечено в главе IV, в тех случаях, когда угол раствора диффузора превышает 15—20°, в конических и коническо-цилиндрических аппаратах псевдоожижение может происходить не по всему сечению, а лишь на площади центрального ядра. Диаметр псевдоожиженного ядра растет с увеличением высоты конической части аппарата, но при больших углах раствора конуса все же не достигает размера его большого основания. В цилиндрической части аппарата продолжается рост диаметра кипящего ядра до некоторой предельной величины, отличающейся от диаметра цилиндра на толщину малоподвижного сползающего слоя зернистого материала. [c.585]

При построении математической модели последняя должна не только отразглть такие процессы,сопровождающие химическое превращение,как диффузия исходного газобразного вещества из реакционного объема к поверхности взаимодействия, адсорбция веществ на активной поверхности,десорбция продуктов реакции с поверхности и диффузия газообразных продуктов реакции от активной поверхности в объем реакционного пространства. Необходимо также учитывать неоднородность псевдоожиженного слоя,в том числе -влияние на нее форм аппарата,газораспределения и многих других,упомянутых выше факторов,без учета которых задачи точного моделирования оказываются не-выполнишми. При этом особые трудности встречает математическое описание движения пузырей газа в слое,обмена активным компонентом мевду газовым пузырем и ядром слоя,кинетики диффузионных процессов в момент роста пузыря при его возникновении и т.д. [c.282]

Если допустить, что именно псевдоожижение верхнего слоя твердых частиц кольцевой зоны, которое вызывает фонтанирование, прекращается на определенной высоте слоя Я , скорость газа через кольцо при г = Но = Н должна равняться Ы7 п-Скорость газа через ядро цРеф на том же самом уровне должна быть выше, чем через кольцо (см. рис. 3.1). Однако, поскольку площадь поперечного сечения ядра фонтана всегда составляет небольшую часть от площади кольца, г .ф при (т. е. га ) должно быть приблизительно равно Экспериментально [c.123]

Емаки и Куго было найдено, что численные значения критерия Шервуда (0,03—1,2) при этих условиях по крайней мере на порядок меньше, чем рассчитанные для неподвижного и псевдоожижен-ного слоев. Здесь опять, как и в случае определения коэффициента теплопередачи,. это сопоставление не точно указывает на эффективность переноса в фонтанирующем слое, по сравнению с другими системами, из-за произвольности определения ими коэффициента массопередачи. Невзирая на это, качественно можно предположить, что снижение эффективности массопередачи при переходе от фильтрующего слоя к фонтанирующему является непосредственным следствием того факта, что приближение к равновесию в ядре происходит значительно медленнее, чем в периферийном кольце, как об этом говорилось в предыдущем разделе. [c.158]

О — коэффициент диффузии влаги внутри частицы Оа — диаметр аппарата Ог — коэффициент диффузии газа Од — диаметр зеркала слоя или слоя на высоте Н о — диаметр входного отверстия для газа 4 — диаметр частицы йц, э — эквивалентный диаметр частицы (диаметр равновеликой сферы) я — диаметр ядра фонтанирующего слоя 1 — диаметр частиц данной фракции (0)—дифференциальная функция распределения времени пребывания У (0) —безразмерная кривая отклика, равная отношению концентраций трассера на выходе и на входе в слой соответственно / — коэффициент трения функция Ф — фактор (коэффициент) формы частицы С — масса, массовая скорость, массовый расход < м. Ф — массовая скорость при минимальной скорости фонтанирования g — гравитационное ускорение Ям — максимадьная высота слоя, способного фонтанировать Нп — высота псевдоожиженного (кипящего) слоя Яо — высота исходного слоя Яф — высота фонтанирующего слоя (0) — функция распределения времени пребывания К, к — коэффициенты пропорциональности, константа фильтрации. м — коэффициент массопереноса между частицами и газом Ям — средний коэффициент массопереноса [c.267]

В режиме промежуточного псевдоожижения пристеночные слои шаров также приходят в движение и начинают перемещаться в ядро газового потока, но их движение у стенок заторможенное, а направление движения — сверху вниз вдоль стенок. С дальнейшим увеличением скорости газа концентрация шаров в центральном ядре возрастаетт увеличивается количество удерживаемой в слое жидкости, а следовательно, возрастает и сопротивление слоя. [c.51]

Найденные таким методом радиальные профили в верхней части фонтанирующего слоя приведены на рис. XVII-12. Значения коэффициентов теплоотдачи в ядре фонтана, составляющие 227— 273 Вт/(м -К) [195—235 ккал/(м -ч-°С)], — величины того же порядка, что и в случае псевдоожижения материалов аналогичных размеров в кольцевой зоне коэффициенты теплоотдачи оказались приблизительно на 30% ниже. Как и следовало ожидать, коэффициенты теплоотдачи быстро уменьшаются за пределами границы фонтана и кольцевой зоны. Вместе с тем, на самой поверхности раздела этих зон наблюдается небольшое повышение коэффициента теплоотдачи, которое, по Забродскому и Михайлику, объясняется эжектированием частиц из кольцевой зоны в фонтанирующее ядро потока. Значения коэффициента теплоотдачи в кольцевой зоне [157—193 Вт/(м - К), или 135—166 ккал/(м - ч - °С)] несколько выше, чем приведенные в предыдущем разделе для [c.644]

Заключительные замечания. Проведенное исследование управления для двухфазной модели процесса в псевдоожиженном слое, состоящей из гиперболической системы уравнений первого порядка с двумя независимыми переменными, подтвердило, что выбранная форма обратной связи в виде функционала от решения с соответствующим образом подобранными интегральными ядрами обеспечивает стабилизацию пеустойчт1вого решения. Наряду с этим, если, например, запас устойчнвостп для стационарного режима недостаточен для уверенного ведения процесса, то данный метод управления позволяет увеличить запас устойчивости введением обратной связи и расширить область допустимых возмущений, при которых система не переходит в другой стационарный режим. [c.126]

Рассмотрена задача управления о стабилизации неустойчивого стационарного режима в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора. Обратная связь в виде функционала от решения обеспечивает устойчивость выбранного режима. Циркуляционная модель слоя, состоящая из системы гиперболических уравнений первого порядна с двумя независимыми переменными, аппроксимируется системой обыкновенных дифференциальных уравнений с помощью метода ортогональных коллокаций. Интегральные ядра функционала обратной связи находятся методом модального управления. [c.168]

В аппаратах переменного по высоте сечения, например в конических аппаратах, в разных сечениях скорость ожижаЮщего агента достигает скорости начала псевдоожиження не одновременно. Плотные слои сдерживают ожижение слоев, где скорость агента достигает критической величины, и, в свою очередь, ожиженные слои способствуют ожижению плотных. Под скоростью начала псевдоожиження в этом случае следует понимать скорость ожижающего агента при которой ожижаются частицы во всех сечениях аппарата. Из аппаратов переменного сечения наибольший для практики интерес представляют конические, расширяющиеся кверху аппараты. Даже при небольших значениях угла при вершине конуса ожижение не является равномерным по сечению существует более разреженная зона, ядро и более плотная, периферийная зона, [c.24]