Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Псевдоожиженный слой флуктуации

    Зададимся допустимой (в плане точности измерений) флуктуацией, вызванной дискретностью зернистого слоя, не более 6 = 0,02, т. е. 2%. Тогда по (1.16) Птш == (1 — 0,81)/(0,02) = = 0,19/0,0004 — 500 зерен. Для менее концентрированного псевдоожиженного слоя шаров при а = 0,4 1 — <7=1 — 0,4/0,74 = = 0,34/0,74 = 0,44 и, следовательно, Птт 1100 частиц. Если измеряемый объем имеет форму куба или шара, то он должен содержать по ребру или диаметру 8—10 зерен. [c.16]


    Показано что экспериментальные данные по распространению малых возмущений в жидкостном псевдоожиженном слое являются гораздо более представительными для проверки уравнений движения, нежели данные о поведении полностью развитых пузырей. Были измерены скорости роста и распространения возмущений, а также доминирующая длина волны в ожижаемых водой высоких слоях стеклянных шариков разного диаметра при различной порозности слоя. Флуктуации порозности при различных условиях измеряли методом светопропускания. На рис. 111-4 в качестве примера представлены спектры сигналов, записанных на различных расстояниях от решетки в слоях шариков диаметром 1,27 мм. На рисунке отчетливо видны формирование и рост [c.93]

    Большинство промышленных процессов в псевдоожиженных системах реализуется в металлических аппаратах, поэтому они недоступны для визуальных наблюдений. Однако наличие газовых пузырей часто можно обнаружить по флуктуациям давления газа или по вибрации аппарата (особенно в случае псевдоожиженного слоя больших размеров.). Эти флуктуации примерно соответствуют прорыву свободной поверхности слоя крупными пузырями, и по ним можно приближенно судить о частоте барботажа пузырей. Для многих промышленных установок такая информация является единственно возможной. [c.123]

    Были зарегистрированы изменения концентрации двуокиси углерода в пузыре между двумя его положениями па различной высоте в двухмерном псевдоожиженном слое. Авторы выдвинули интересную гипотезу, согласно которой обмен происходит за счет флуктуаций вертикального размера пузыря (у полюсов), приводящих к переносу газа-трасера вследствие изменения размеров облака. Для оценки этой гипотезы необходимо располагать большой информацией о таких флуктуациях. Новейшие данные (мы лишены возможности рассмотреть их здесь) базируются на изучении обратного перемешивания в двух слоях — цилиндрическом (диаметром 152 мм) и квадратного поперечного сечения (305 X 305 мм). [c.294]

    В непосредственной близости к питателю с псевдоожиженным слоем материал еще движется равномерно распределенным, но в последующих зонах трубы твердые частицы стремятся осесть и начинают образовывать чередующиеся дюны. Можно ожидать, что при таких нарушениях однородности скорости твердых частиц в различных точках поперечного сечения трубы будут значительно отличаться. Фактически оказалось, что скорости частиц изменяются от точки к точке и вдоль трубы (даже за пределами предполагаемого разгонного участка), где они подвергаются попеременному ускорению и замедлению. Вероятны также значительные флуктуации перепада давления. [c.603]


    Как видно на рис. 5.9, в области oi < Со < Сог существуют три стационарных режима, из которых средний, соответствующий линии аЬ, неустойчив. Пусть режим, которому соответствует точка / (со = с, T = Tf), оптимален. Допустим, что каким-нибудь образом удалось реализовать этот стационарный неустойчивый режим. Однако малейшие флуктуации параметров газовой фазы приведут к тому, что начнется затухание процесса — движение. к точке е, где процесс будет протекать с малой скоростью (Т = Те), либо зажигание — движение к точке g, где будут иметь место большие перегревы катализатора Т = Tg) и, например, значительное уменьшение избирательности, если процесс сложный. Можно поставить и решить точно задачу, связанную с поиском такого управления (в частности, таким управлением может быть концентрация Со), которое вернет систему в точку /. Так и было сделано для достаточно простой задачи управления реактором с организованным псевдоожиженным слоем катализатора [3]. Однако на практике всегда есть так называемая зона нечувствительности регулятора и всегда есть внешние помехи. Поэтому система будет пытаться покинуть окрестность точки /, а регулятор будет пытаться вернуть систему в небольшую окрестность этой точки. Покажем качественно, как это происходит. [c.143]

    Как уже указывалось ранее, труба располагается над поверхностью кипящего слоя порошка. Расстояние между трубой и кипящим слоем определяется, с одной стороны, величиной приложенного напряжения, с другой — максимальными флуктуациями поверхности псевдоожиженного слоя. Таким образом, в каждом конкретном случае (для заданных параметров изоляционного покрытия) находят ю относительное расстояние, которое обеспечивает минимальный расход энергии и максимальную производительность. [c.109]

Рис. 1-4. Флуктуации давления в псевдоожиженном слое (/ Рис. 1-4. <a href="/info/334025">Флуктуации давления</a> в псевдоожиженном слое (/
    Отметим, что на однородность псевдоожижения оказывает заметное влияние конструкция газораспределительной решетки. Данные рис. 1-4 свидетельствуют о том, что пористые решетки дают наиболее однородный слой и обеспечивают наибольшую степень его расщирения. При этом с ростом скорости ожижающего агента п высоты слоя флуктуации давления возрастают [139]. [c.26]

    В заключение приведем еше одну причину значительного увеличения предельной скорости Шпр. выше теоретической величины Шв. В псевдоожиженном слое весьма велики локальные флуктуации давления и пульсации частиц и и.х агрегатов. В своем беспорядочном пульсационном движении агрегаты частиц могут за счет инерции преодолеть сопротивление выходящей из отверстия струн, движущейся со скоростью, превышающей Шв. Видимо, по этой причине обнаружен [422] обмен твердой фазой. между конусами в многоконусном аппарате (в направлении сверху вниз), хотя скорости в устье конусов примерно в 6—10 раз превышали скорость витания одиночных частиц. Отсюда же следует, что такие конструктивные особенности распределительной решетки, как зенковка н параллельность отверстий (плоская или выпуклая решетка), неравномерность перфорации, играют существенную роль в явлении провала частиц. [c.549]

    НС—неподвижный слой ПС—псевдоожиженный слой Г—гистерезис Ф—колебания поверхности слон, вызываемые движением пузырей (флуктуации). [c.19]

    Некоторые нестационарные решения уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя рассматривались в работах [67, с. 180 79], где предполагалось, что гидромеханические характеристики псевдоожиженного слоя зависят только от вертикальной координаты X, т. е. рассматривалась одномерная задача. При этом авторы этих работ искали решения уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя, которые являлись бы периодическими функциями от х—с1, где с — некоторая константа. Для нахождения решения в работах [67, с. 180 79] были сделаны некоторые предположения, ограничивающие применимость результатов этих работ. В частности, использовалась процедура линеаризации уравнения для определения порозности. В результате получены выражения для скорости распространения волны возмущения порозности и частоты флуктуаций порозности. Можно предположить, что в том случае, если скорость возмущений будет превышать некоторое критическое значение, образуются разрывы порозности, подобные ударным волнам в газовой динамике. Нелинейные уравнения гидромеханики псевдоожиженного слоя в работе [80] решались при помощи метода характеристик. В этой работе показано, что в псевдоожиженном слое могут возникать разрывы, подобные ударным волнам. В данном разделе будут изложены некоторые результаты этой работы. Здесь будем пренебрегать вязкими напряжениями в газовой и твердой фазах и членом в выражении для силы межфазного взаимодействия, учитывающим присоединенную массу газа. При сделанных предположениях система уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя будет иметь следующий вид  [c.96]


    Для получения надежных результатов измерений большое значение имеют такие факторы, как длительность отбора проб и число замеров. Над псевдоожиженным слоем материала скорости газового потока распределяются неравномерно, что вызвано прорывом газовых пузырей. Это в свою очередь приводит к флуктуации твердой фазы над слоем, поэтому измеренные значения запыленностей могут отличаться от средних значений. Для оценки величины этих отклонений проводили специальные измерения флуктуаций запыленности по сечению аппарата на различной высоте от поверхности слоя (рис. 2). Как видно из рисунка, флуктуации поля запыленностей значительны вблизи поверхности слоя и уменьшаются по мере удаления от нее. [c.122]

    Применение рядом исследователей почти идентичных методов количественной оценки неоднородности псевдоожижения, основанной на методе статистической обработки результатов измерения флуктуации локальной плотности р (/), позволяет сделать вывод, что такой подход к решению задачи может быть положен в основу как при исследованиях, так и при решении задач контроля многих параметров производственных процессов, использующих псевдоожиженный слой. [c.133]

    В качестве количественной меры степени неоднородности псевдоожиженного слоя предложено принять относительную флуктуацию плотности б, равную, в процентах, отношению среднего абсолютного отклонения плотности слоя 1 Ар к среднему арифметическому значению плотности р. Эти составляющие определяют [c.134]

    При осуществлении многих процессов химической технологии (например, ректификации, адсорбции и сушки в псевдоожиженном слое, абсорбции в барботажном слое и др.) используются интенсивные режимы работы аппаратов, при которых значения гидродинамических и ряда других параметров процесса испытывают значительные флуктуации. Наличие подобных флуктуаций существенно влияет на интенсивность массо- и энергообмена. [c.191]

    Статистическая модель флуктуаций относительной скорости движения фаз в псевдоожиженном слое приводится в разделе 4.4. [c.192]

    Флуктуации скорости движения сплошной фазы, плотности дисперсной фазы во многом определяют особенности гидродинамических режимов в аппаратах с псевдоожиженным слоем, барбо-тажных аппаратах, смесителях и т. д. В связи с этим при изучении тех или иных процессов в указанных аппаратах весьма большое значение приобретает задача отыскания явного вида корреляционных функций ё и(т), дп х). Действительно, используя явный вид этих функций, можно найти такие важные параметры, как интенсивность (6 ) 2 турбулентности, частоты пульсаций соответствую- [c.207]

    Флуктуации относительной скорости движения фаз в псевдоожиженном слое [c.217]

    Вначале остановимся на двух важных свойствах флуктуаций гидродинамических параметров псевдоожиженного слоя. В работе [c.218]

    Прежде чем перейти к количественному описанию свойств макросистем, моделирующих гидродинамические флуктуации в псевдоожиженном слое, сделаем несколько общих замечаний, касающихся построения равновесных функций распределения таких макросистем. В рассматриваемом случае, в отличие от классических макросистем, отсутствуют ограничения типа (1.4.3), (1.5.3), (1.5.32) на вид функции распределения, отражающие условия взаимодействия макросистем с внешней средой. В то же время данные экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что средние интегральные характеристики химико-технологических процессов, протекающих в аппаратах непрерывного действия (в том числе — в аппаратах с псевдоожиженным слоем) не изменяются во времени. [c.219]

    Следуя работам [111, 140], будем считать, что такими параметрами в псевдоожиженном слое являются величины, характеризующие диссипацию части энергетического потока, поступающего в слой. Иначе говоря, предположим, что псевдоожиженный слой представляет собой диссипативную структуру [28, 31], т.е. особенности его гидродинамического режима определяются главным образом процессом диссипации. Как известно, основная характеристика процесса диссипации энергии в псевдоожиженном слое (как и в любом турбулентном однофазном потоке [119])—это скорость диссипации энергии. Покажем, что, используя условие сохранения во времени среднего значения такой интегральной характеристики псевдоожиженного слоя, как Г, можно в ряде случаев получить количественное описание флуктуаций относительной скорости движения фаз в псевдоожиженном слое. [c.220]

    Непосредственная проверка формулы (4.4.8), как правило, невозможна, поскольку измерение пульсаций относительной скорости связано с большими техническими трудностями. В то же время флуктуации г локальной порозности могут быть измерены с достаточной степенью точности. В локально однородном псевдоожиженном слое как мгновенные, так и средние значения порозности е и [c.222]

    Функции Ф и Г определяют зависимость концентрации или температуры в газовой фазе ( ) от высоты слоя и связь между коэффициентом обмена и скоростью ожижающего агента. В силу случайного характера движения частицы по высоте псевдоожиженного слоя и флуктуаций скорости обтекания частицы газом, величины 2 и ю оказываются случайными функциями времени. Как показывает анализ экспериментальных данных, случайные функции г ( ) и да t) с достаточным приближением могут рассматриваться как марковские, с некоторыми эффективными коэффициентами диффузии и о,в. При этом функции и () и a. t) оказываются также марковскими случайными процессами с соответствуюп ими эффективными коэффициентами диффузии и 0 в фазовом пространстве и, а . Величины коэффициентов 0 , и могут быть найдены, исходя из и Ош либо аналитически, либо методом статического моделирования. [c.6]

    Книга посвящена методам математического описания процессов тепло- и массопереноса в условиях больших концентрационных и температурных градиентов, когда наблюдаются отклонения от линейных законов Фурье и Фика. Рассматривается обобщенный интегральный закон массопереноса, пригодный для описания процессов переноса вещества в материалах с памятью . Анализируются математические модели процессов массопереноса, построенные с использованием нелинейных и интегро-дифференциальных уравнений применительно к процессам гетерогенного катализа, сушки, диффузионной обработки пористых тел, адсорбции, а также к мембранным и электрохимическим процессам. Особое внимание уделено процессам тепло- и массопереноса в системах с флуктуациями, в частности в условиях многофазной турбулентности. Приводятся результаты экспериментальных исследований двухфазной турбулентности в псевдоожиженном слое. Даны методы статистического моделирования и статической макрокинетики. [c.4]

    В современной химической технологии широко используется тепло- и массообмен в условиях интенсивного перемешивания (технологические процессы в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала, в барботажных аппаратах, в химических реакторах с перемешиванием двух- и трехфазных систем и т. д.). К особенностям рассматриваемого класса процессов следует отнести стохастический характер движения фаз и интенсивные гидромеханические флуктуации различных типов. По сути дела основой функционирования аппаратов, применяемых для проведения таких процессов, является использование многофазной турбулентности для интенсификации тепло- и массообмена. [c.136]

    Специфическая особенность псевдоожижения как двухфазного гидромеханического процесса — многообразие стохастических связей между отдельными гидродинамическими явлениями и феноменами в слое. Поля скоростей движения фаз в псевдоожиженном слое вследствие флуктуаций различной природы имеют весьма сложную структуру, и детальное описание их оказывается крайне громоздким. Кроме того, нестационарный характер полей скоростей и сильная зависимость структуры полей от случайных начальных условий делают детальное описание гидродинамических полей в псевдоожиженном слое практически бесполезным. [c.137]

    Анализируя многочисленные экспериментальные данные по гидромеханике псевдоожиженного слоя, можно выделить три типа флуктуаций. [c.138]

    Устойчивые динамические образования типа циркуляционных течений характеризуются постоянством функциональных связей между компонентами скоростей движущихся частиц и их координатами. При полностью упорядоченном стационарном циркуляционном течении координаты и скорости движения частиц связаны однозначными функциональными зависимостями, не меняющимися во времени. В реальном псевдоожиженном слое функциональная связь нарушается различными флуктуациями и говорить об устойчивости циркуляционных течений можно только в статистическом смысле. В качестве характеристики устойчивости и структуры функциональных связей между скоростями и координатами частиц, участвующих в частично упорядоченных циркуляционных течениях, можно использовать матрицу корреляционных отношений между скоростями и координатами. При анализе матриц корреляционных отношений для различных режимов оказывается, что общая структура функциональных связей между скоростями и координатами носит постоянный характер, отражаясь в постоянстве соотношений между различными парами корреляционных отношений. Это позволяет провести осреднение корреляционных отношений по различным режимам и рассматривать осредненную матрицу корреляционных отношений [10]. Для псевдоожиженных слоев частиц диаметром 1—5 мм и относительной плотностью 0,8—-1,2 [c.138]

    Частицы кипящего слоя не располагаются на горизонтах, где гравитационные силы уравновешиваются динамическим давлением потока, но энергично перемещаются по всему объему слоя, практически независимо от того, где они поступили в слой. Очевидно, причиной перемещения частиц являются пульсации скоростей и давлений в слое, связанные с постоянным изменением сечения для прохода псевдоожижающей жидкости или газа между частицами. Если говорить более конкретно, то интенсивное перемешивание кипящего слоя определяется многими обстоятельствами и прежде всего тем, что центр приложения подъемной силы не совпадает с центром тяжести частиц, вследствие чего частицы начинают вращаться, чем меняется положение поверхности сопротивления. Наличие разности скоростей потока с разных сторон частицы вызывает образование силы давления, которая может быть направлена самым различным образом. Действие этих сил более ощутимо для частиц неправильной формы. Наконец, неравномерность работы и возникновение местных пульсаций скорости также могут воздействовать на перемещение частиц в сдое. Иными словами, движение частиц в кипящем слое связано с явлениями гидродинамического порядка в самом широком смысле этого слова. Именно поэтому кипящий (по внешнему сходатву) слой принято называть псевдоожиженным слоем. Вместе с тем нельзя отрицать и известную роль явления диффузии больших групп, влияющее на флуктуацию концентраций частиц в кипящем слое [325]. [c.491]

    Дотсон сделал вывод, что на характеристики флуктуаций плотности в нижней части псевдоожиженного слоя не влияет изменение его высоты. Значит, распределительное устройство воздействует лишь на ирирешеточную зону, а поведение остальной массы слоя определяется гидродинамическими свойствами газа и частиц. [c.122]

    В реактор с псевдоожиженным слоем помещали измерительное устройство, преобразующее флуктуацию плотности в пропорциональную флуктуацию выходного напряжения. Выходной сигнал [c.134]

    Обычно при осуществлении массо- и энергообменных процессов важную роль играют явления, обусловленные флуктуациями физических параметров (например, турбулизация потоков фаз в аппарате, пульсации объема псевдоожиженного и барботажного слоев, образование пузырей в псевдоожиженном слое и др.). Количественное описание таких явлений составляет один из важных элементов теоретического исследования процессов переноса в химико-технологических аппаратах, работающих в условиях интенсивных гидродинамических режимов. [c.199]

    Панков Б. Ф., Френкель Л. И., Кондуков Н. Б. Опре-де.ае1П1е статистических характеристик флуктуаций скорости газа в псевдоожиженном слое. — В кн. Те.эисы докл. Всес. науч.-технич. совещ. Основные направл. науч.-исслед. работ по аппарат, оформлению электротермич. и высокотемпер. процессов хим. производств в десятой пятилетке (Термия-75) Секция теор. проблем и методов экспер. исслед. высокотемпер. гетерофазных процессов. Л., 1975, с. 52—55. [c.190]

    Приближенные оценки частотных характеристик микроскопических и когеррентных флуктуаций в псевдоожиженном слое могут быть получены при анализе кинетического уравнения, в котором учитываются близкодействующие взаимодействия [7—9]. Так, например, для частиц диаметром 1—5 мм при скоростях ожижающего газа 1,5—5 м/с фазовые скорости распространения микроскопических колебаний оказываются порядка 0,5—1,0 м/с при частотах 8—20 Гц. Фазовая скорость когеррентных колебаний в системе отсчета, связанной с центром инерции частиц твердой фазы, для этих же условий оказывается порядка 5—25 см/с. [c.138]

    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]

    Исследование структуры осредненных движений фаз в псевдоожиженном слое не позволяет построить полное строго детерминированное описание кинематики движения частиц и газа в слое, так как различные гидродинамические флуктуации являются неотъемлемой особенностью динамики фаз в псевдоожиженном слое. В связи с этим важной задачей экспериментального и теоретического исследования гидродинамики псевдоожиженного слоя является определение основных статистических характеристик стохастических процессов изменения скоростей движения фаз и, в частности, исследование кинетики развития типичных флуктуаций [10, 24, 25]. В теории стационарных случайных процессов в качестве одной из основных статистических характеристик стохастического процесса рассматривается или автокорреляционная функция, или функция спектральной плотности. Обе эти характеристики в принципе содержат одну и ту же информацию об особенностях рассматриваемого стохастического процесса. Автокорреляционная функция характеризует степень изменчивости стохастического процесса в различные моменты времени и тем самым может служить инструментом анализа кинеттси развития флуктуаций в псевдоожиженном слое. Функция спектральной [c.154]

Смотреть страницы где упоминается термин Псевдоожиженный слой флуктуации: [c.138]    [c.168]    [c.168]    [c.168]    [c.26]    [c.241]    [c.138]    [c.218]    [c.221]    [c.241]    [c.146]   
Основы техники псевдоожижения (1967) -- [ c.25 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Флуктуации



© 2026 chem21.info Реклама на сайте