Псевдоожиженный слой однородный

Образование больших газовых пузырей в псевдоожиженном слое можно предотвратить путем размещения в нем стандартных насадок в этих случаях говорят о псевдоожижении в слое насадки. Псевдоожижению в слое проволочных колец Рашига размером 6,4 и 12,7 мм подвергали частицы никеля, свинца, стекла, песка и пластмассы (0,5—1,5 мм) опыты вели с воздухом, двуокисью углерода и гелием в колоннах диаметром от 5,1 до 30,5 см. Был установлено, что для описания расширения псевдоожиженного слоя в просветах насадки применимо уравнение (11,9), причем п изменяется в пределах 2,4—3,8, что хорошо согласуется со значениями, вычисленными по уравнению (11,12). Здесь нет, однако, полной аналогии с однородными псевдоожиженными системами, так как проволочная насадка не предотвращает, а может даже способствовать образованию мелких пузырей. [c.57]

Для определения вида псевдоожижения необходимо знать скорость ожижающего агента, при которой начинается псевдоожижение слоя (скорость начала псевдоожижения 11 т ), и минимальную скорость, при которой в слое появляются пузыри (скорость возникновения пузырей). Последняя определяет верхний предел однородного псевдоожижения. [c.38]

На рис. 2.34 показаны разновидности псевдоожиженного слоя. Однородное псевдоожижение (рис. 2.34, а) возникает, как [c.225]

В зависимости от режима псевдоожижения и структуры слоя различают псевдоожиженные слои однородный, неоднородный, с барботажем газовых пузырей, с каналообразованием и фонтанирующий (рис. 54). На характер псевдоожижения и структуру слоя оказывают влияние как технологические параметры (физические [c.137]

Псевдоожиженный слой угля применяют главным образом для того, чтобы обеспечить однородность температур во всем объеме реакционной зоны. Этим в большой мере предотвращаются местный перегрев и сопровождающее его вторичное разложение хлоридов и выделение элементарного углерода. [c.173]

Перемешивание твердой фазы. Можно наблюдать, что в аппарате малого диаметра твердые частицы циркулируют по всему объему, причем в слое большего размера эта циркуляция еще более явно выражена. Существование интенсивной циркуляции можно легко установить, если подвергнуть псевдоожижению слой, первоначально состоящий из двух слоев различно окрашенных частиц, не смешанных друг с другом. Вскоре после начала псевдоожижения смесь становится однородной. [c.294]

Несмотря на большое число исследований, в настоящее время невозможно точно предсказать поведение псевдоожиженной системы исходя только из физических свойств твердых частиц, ожижающего агента и рабочих условий процесса. Более того, часто отмечают трудности при определении начала псевдоожижения именно таких материалов, которые способны образовать однородный, хорошо псевдоожиженный слой. [c.42]

Благодаря тесному взаимодействию ожижающего агента и твердых частиц во всех точках псевдоожиженного слоя характеристики их движения связаны между собой. При однородном псевдо-ожижении система обычно интенсивно перемешивается, тогда как в неоднородном слое поток ожижающего агента через непрерывную фазу является преимущественно потенциальным, и перемешивание осуществляется в основном за счет барботажа пузырей. Обзор исследований по перемешиванию в псевдоожиженном слое за последние годы выполнен Ганном . [c.63]

Устойчивость однородного псевдоожиженного состояния представляет особый интерес из-за большой разности в поведении неоднородного псевдоожиженного слоя (с барботаже] ), характерного для большинства систем газ—твердые частицы, и однородного слоя, возникающего при жидкостном псевдоожижении. [c.85]

Вопрос устойчивости однородного псевдоожижения был впервые рассмотрен на основе весьма упрощенных уравнений движения, предложенных Джексоном . Еще ранее была исследована устойчивость нижней области слоя, поддерживаемого только восходящим потоком ожижающего агента. К таким же, в сущности, результатам, как и Джексон пришли независимо Пигфорд и Барон . Мюррей исследовал устойчивость псевдоожиженного слоя на основе выведенных им более сложных уравнений движения, однако, в его расчетах отсутствует количественная оценка скорости роста возмущений. Совсем недавно для анализа устойчивости псевдоожиженных систем были использованы описанные в предыдущих параграфах уравнения движения (см. ниже ). [c.85]

Ро локальное усредненное давление ожижающего агента в однородном псевдоожиженном слое Pi — возмущение локального усредненного давления ожижающего агента [c.118]

Уд — локальное усредненное значение вектора скорости твердых частиц в однородном псевдоожиженном слое [c.119]

Пузырь в псевдоожиженном слое нельзя рассматривать как разрыв непрерывности между двумя несмешивающимися фазами и как структурную оболочку частиц. Это полость, обусловливающая режим течения в однородном (в других точках) поле, которое, в свою очередь, определяет характерную схему сип, Последние действуют на частицы и заставляют их двигаться таким образом, чтобы обеспечить сохранение полости и ее перемещение [c.166]

Анализ экспериментальных данных о скоростях подъема газовых пробок в жидкости и в однородном псевдоожиженном слое показал, что изложенная выше теория невязкого движения вокруг изолированной поднимающейся пробки удовлетворительно согласуется почти со всеми опубликованными данными как для двухмерного, так и для осесимметричного потока. В табл. V- приведены данные для систем (в состоянии минимального псевдоожижения), полученные либо в опытах с инжекцией одиночных пузырей , либо путем измерения скорости поршня при V = = В общем данные для труб, приведенные в табл. V- , [c.175]

В точке начала псевдоожижения слой ведет себя как неподвижный, последний служит отправным пунктом при рассмотрении псевдоожиженного слоя с барботажем пузырей. Дальнейшее повышение расхода газа приводит к появлению в слое пузырей, в результате чего интенсивность перемешивания твердых частиц и газа заметно возрастает. При однородном псевдоожижении (обычно жидкостном) расстояния между частицами увеличивают ся, и продольное перемешивание также интенсифицируется, хотя и по иным причинам, чем при барботаже. [c.253]

Более поздние модели, включающие движение газовых пузырей в реальном псевдоожиженном слое, учитывают (целиком или частично) следующие его особенности. Псевдоожиженный слой с барботажем газовых пузырей состоит из однородной непрерывной фазы (газ движется в ней примерно со скоростью начала псевдоожижения) и дискретной фазы (газовые пузыри), содержащей остальную часть газового потока. Непрерывная фаза находится в состоянии бурного перемешивания, вызванного движением газовых пузырей, не содержащих твердых частиц и свободно поднимающихся со скоростями, зависящими от их размера. [c.335]

В малых реакторах с псевдоожиженным слоем равномерное распределение газа можно обеспечить путем использования решетки с мелкими порами — пористые или полученные спеканием пластины. Однако в аппаратах промышленного масштаба такие решетки, как правило, неприемлемы, и обычно применяют перфорированные либо колпачковые тарелки или другие газораспределительные устройства. Тип последнего может оказывать существенное влияние на рабочую характеристику реактора Было, в частности, установлено что после замены полученной спеканием решетки на перфорированную тарелку конверсия упала на 30% это соответствует более ранним исследованиям , показавшим, что однородность псевдоожижения меньше при грубом диспергировании газа. В то же время отмечают , что неблагоприятное влияние грубого газораспределения, по всей вероятности, вырождается при высоте слоя более 0,45 м. [c.369]

Иногда требуется оцепить высоту, на которой ожижающий агент и твердые частицы достигают равновесия. Примем за высоту единицы переноса (ВЕП) такую высоту слоя, на которой отклонение от равновесного состояния уменьшается в е раз. Для стержневого потока в однородном псевдоожиженном слое [c.389]

В системах, где сегрегация фаз и образование газовых пузырей происходят за пределами некоторой высоты слоя (после того, как ожижающий агент минует 10—20 частиц), экспериментальные данные по переносу не отличаются от получаемых в условиях однородного псевдоожижения и стержневого потока ожижающего агента к таким системам, очевидно, относятся жидкостные псевдоожиженные слои при низких значениях /d/v. [c.390]

Ниже мы рассмотрим вопрос о типе корреляций применительно к условию, что сопротивление массообмену между сегрегированными фазами подменяется сопротивлением между твердыми частицами и ожижающим агентом ИКд ) в однородном псевдоожиженном слое. [c.392]

Применительно к однородному псевдоожижению мы придем к следующим значениям этого соотношения е (1 — е )/е (1 — е) для одинаковых и<И 1/ (1 — e )/ / e (1 — е) для одинаковых цd/v и е (1 — одинаковых — е)у. Очевидно при разных базах сопоставления различие соотношений весьма велико. Кроме того, рассматриваемые соотношения выше при больших расширениях слоя, так что для достижения одинаковой степени приближения к равновесию однородный псевдоожиженный слой должен быть выше неподвижного. Это означает, что для систем с сегрегацией фаз утверждение о более низкой скорости массообмена в однородном псевдоожиженном слое, нежели в неподвижном, будет подавно правильным — для каждого из трех приведенных выше способов сопоставления. [c.393]

Изложенный механизм можно рассматривать применительно лишь к однородному псевдоожиженному слою, но не к системе, осложненной барботажем газовых пузырей. [c.419]

Хэндли и соавт. 22 определяли траектории твердых частиц в однородном псевдоожиженном слое. Однородное псевдоожижение было достигнуто в случае применения распределительного устройства, обеспечивающего равномерный профиль скоростей ожижающего агента на входе в слой. Была установлена возможность инициирования макроциркуляции твердых частиц. Так, прекращение подачи ожижающего агента в центральных зонах распределительной решетки приводило к возникновению циркуляции, направленной вверх около стенок аппарата и вниз по его оси, а прекращение подачи в периферийном кольцевом пространстве, примыкающем к стенкам, вызывало циркуляцию в обратном направлении. Авторы 22 определили также среднюю длину прямолинейных участков траектории частицы (рис. УП-38). Они нашли, что отношение вертикальной и горизонтальной составляющих турбулентной скорости частицы примерно постоянно и близко 2,5. [c.324]

Развитый псевдоожиженный слой Однородное и неоднородное псевдоожпжениа [c.444]

Качество псевдоожижения. Под качеством псевдоожижения понимается равномернесть концентраций твердых частиц в слое и распределение газового потока по сечению. Его можно оценить, рассматривая совместно параметры однородности и равномерности псевдоожиженного слоя. Однородностью принято считать близость плотностей псевдоожиженного слоя по его высоте (в то вре- [c.170]

Действительно, давно было замечено, что при ожижении твердых частиц газами псевдоожиженный слой не однороден [189]. Он представляет собой слой взвешенных частиц с достаточно низкой порозностью, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. Во время подъема пузыри могут увеличиваться в размерах, коалесцировать, что иногда приводит к образованию поршневого режима псевдоожижения, представляющего собой чередование сгустков частиц и газовых полостей, занимающих все сечение аппарата. Поршневой режим движения твердой фазы наблюдается также и при транспортировании твердых частиц газом в вертикальных трубах. Ряд авторов, первым из которых бьш, по-видимому, Уоллис [94], вьщвинули предположение, согласно которому пузыри и поршни являются следствием нарастания всегда присутствующих в потоке малых возмущений порозности. Однако в экспериментах неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Так, ожи-жаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указьгеают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому в случае увеличения скорости газа [190]. Не наблюдаются неоднородности и при движении небольших капель и пузырей в жидкостях. [c.134]

Начало псевдоожижения и скорость начала псевдоожижения. 42 Однородное расширение жидкостных псевдоожиженных систем 46 Однородное расширение слоя при псевдоожижерти газами. . 53 Сравнение свойств неподвижного и псевдоожиженных слоев. . 58 Перемешивание ожижающего агента и твердых частиц при однородном псевдоожижении......................63 [c.5]

Если скорость газового (жидкостного), потока (ожижающего авента) превышает минимальную величину, необходимую для возникновения псевдоожиженного слоя, то либо последний продолжает расширяться за счет увеличения среднего расстояния между твердыми частицами, либо избыток ожижающего агента проходит через слой в виде пузырей, образуя двухфазную систему. Эти два вида псевдоожижения можно соответетмнно рассматривать как однородное и неоднородное. Однородное псевдоожижение наблюдается, как правило, в системах жидкость — твердое тело , а также чгаз — твердое тело — при очень малых размерах твердых частиц и в овраниченном интервале скоростей. Неоднородное псевдоожижение характерно для всех других систем газ — твердое тело , а иногда — в случае высокой плотности твердых частиц и для жидкостного псевдоожижения. [c.37]

Теоретические исследования устойчивости малых возмущений концентрации твердых частиц в однородном псевдоожиженном слое показали, что скорость роста малых пузырей при газовом псевдовжажении вбтнв больше, чем при жидкостном. [c.37]

Полагают, что вид псевдоожижения зависит от максимально возможного размера стабильного газового пузыря в псевдоожиженном слое. Если скорость циркуляции газа внутри пузыря (обычно, приблизительно равная скорости его подъема) превышает скорость витания твердых частиц uf, то последние всасываются в пузырь через его основание, и пузырь разрушается. Так как скорость подъема пузыря возрастает с увеличением его объема и пракпияевки не зависит от свойств псевдоожиженного слоя , то максимальный размер стабильного пузыря растет с увеличением скорости витания твердых частиц. Если размер пузыря превышает диаметр частиц, например, в 10 раз, то пузырь становится видимым и псевдоожижение будет неоднородным. Если же размеры пузыря соизмеримы с диаметром твердых частиц, то псевдоожижение можно считать однородным. Для характеристики вида псевдоожижения [c.37]

Псевдоожиженный слой образуется при увеличении скорости восходящего потока ожижающего агента через неподвижный слой. Следовательно, можно предположить, что при скорости начала псевдоожижения к псевдоож иже иному слою применимы закономерности, справедливые для неподвижного. Если же слой расширился до порозности, близкой к единице, и состоит преимущественно из одиночных изолированных частиц, взвешенных в потоке ожижающего агента, то любая зависимость для псевдоожиженного слоя при экстраполировании должна оказаться применимой к одиночной частице. В промежуточных условиях однородный псевдоожиженный слой по своим гидродинамическим свойствам в известной степени подобен отстаивающейся суспензии. При этом в однородном псевдоожиженном слое частицы в целом не перемещаются относительно стенок аппарата, они поддерживаются восходящим потоком ожижающего агента. В оседающей суспензии твердые частицы непрерывно движутся вниз, а движение жидкости обусловлено ее вытеснением оседающими твердыми частицами. Можно предположить, что зависимости скорость — пороаность для оседающей суспензии и однородного псевдоожиженного слоя окажутся сходными. [c.38]

В псевдоожиженном слое существуют благоприятные условия для тепло-и массообмена между твердыми частицами и ожижающим агентом происходит быстрое перемешивание твердых частиц. При атом коэффициенты теплообмена с наружной поверхностью аппарата весьма высоки, поэтому аппараты с псевдоожиженным слоем используют как теплообменники и хими-ческие реакторы, особенно в тех случаях, когда требуется тонкое регулирование температуры и когда системе нужно сообщать (или отеодить ив нее) большие количества тепла. В связи с атим необходимо выяснить характер движения ожижающего агента и твердых частиц. По внешнему виду поток ожижающего агента в псевдоожиженном слое кажется турбулентным. Однако при скоростях, близких к скорости начала псевдоожижения, и в непрерывной фазе неоднородного слоя с барботажем пузырей движение потока обычно является ламинарным этот режим нарушается только в сильно расширенном Однородном слое и при использовании крупных твердых частиц. [c.38]

Такая форма расчетного уравнения, принятая в советской литературе я дающая наилучшее совпадение с данными многочисленных экспериментов, представляется предпочтительной не только из-за своей простоты, но и в ае-пекте аппроксимации данных по расширению однородных псевдоожиженных слоев (см. прим. ред. на стр. 48). —Доп. ред. [c.46]

Не представляет затруднений распространение метода Мюррея на пузыри, форма которых ближе к действительной, путем использования конформного отображения Коллинса. Мюррей рассмотрел также случай двухмерного пузыря с замкнутой кильватерной зоной, ограниченной более сложными (с точками перегиба) линиями тока в потенциальном поле. Позднее Мюррей использовал подобный метод для анализа развития во времени пузыря, возникающего в однородном псевдоожиженном слое и первоначально имеющего сферическую (или круглую, в двух измерениях) форму. Он показал, что на нижней поверхности такого пузыря быстро развивается вогнутость, образующая верхнюю границу кильватерной зоны за пузырем. [c.113]

Ир — число частиц в едйнице объема однородного псевдоожиженного слоя [c.118]

На рис. V-16 данные ряда работ сопоставлены с уравнением (V,30) наличие или отсутствие поршней показано точками, расположенными, соответственно, выше или ниже пунктирной прямой. Состояние слоя оценивалось авторами субъективно, и за начало возникновения поршней принимался момент, когда перемещения свободной поверхности псевдоожиженного слоя становились достаточно заметными. Так, однц авторы отмечали заметное или значительное колебание поверхности слоя другие регистрировали хорошую, удовлетворительную или плохую однородность слоя, и эти оценки принимались, соответственно, за слабый барботаж пузырей, возникновение поршней и ярко выраженный поршневой режим. В одной из абот описан слой в состоянии плохой однородности, которое, видимо, соответствует интенсивному барботажу пузырей или началу их образования. В других работах определяли условия возникновения поршней, причем в первой из них зафиксированы скорости газа в начале поршневого режима. [c.193]

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 увеличеник> 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 по поперечному сечению слоя ста новится более равномерным. Пузыри уже нельзя наблюдать визуально, хотя псевдоожиженный слой не является однородным, поскольку еще существуют области высокой и низкой [c.309]

Уравнением (IX,5) невозможно воспользоваться, пока не известны зависимость в от С7 и показатель степени т в выражении (IX,4). Корреляция для I/ (е), предложенная применительно к однородному псевдоожижению Ричардсоном и Заки может быть использована для оценки оптимального состояния лишь с небольшой точностью 0,6 обзоре литературы по теплообмену между псевдоожиженным слоем и поверхностью приводят следующее выражение как наиболее надежное [c.381]

В литературе нередко отмечается, что скорость масообмена в однородном псевдоожиженном слое ниже, чем в неподвижном слое того же зернистого материала цри использовании того же ожижающего агента. Это правильное утверждение остается непонятным, если не указана база, на которой проводится сопоставление. Сравнение рассматриваемых систем (например, при восходящем и нисходящем потоках ожижающего агента) при одинаковых значениях I7d/v (на мой взгляд, это наилучшие условия сопоставления) приводит, как можно видеть из уравнений <1Х,18) и (1Х,19), к одинаковым величинам КоргЩ-, следовательно, для псевдоожиженного слоя получатся более низкие значения Кар. Сравнение этих двух систем при одинаковых значениях ив, (1 — е) V также приводит к более низким величинам Кар для псевдоожиженного слоя. Возможно, наиболее приемлемым является сравнение обеих систем по соотношению величин ВЕП. [c.393]

Параметр а представляет собой обратное число псевдоожижения. Параметр р является м рой влияния продольного перемешивания газа в непрерывной фазе на процесс переноса. Параметр 7 — обратное число единиц переноса, достигаемое в однородном псевдоожиженном слое. Так как сопротивление переносу обратно пропорцпонально коэффициенту переноса, то параметр б выражает отношение сопротивлений обмену между непрерывной и дискретной фазами. [c.396]

Весьма важным для установления границ аналогии является характер движения частиц в нсевдоожиженном слое. В термостатированной капельной жидкости ее состояние определяется пульсационным движением молекул. В однородном псевдоожиженном слое механизм диффузии твердых частиц подобен молекулярному . При псевдоожижении газом твердые частицы также совершают нульсационные перемещения , но с увеличением скорости газа начинает доминировать движение не отдельных частиц, а их агрегатов > , что аналогично движению турбулентных вихрей в капельной жидкости. Вихревой механизм переноса в нсевдоожиженном слое обусловлен движением газовых пузырей и граничными эффектами. Вблизи поверхностей и деталей (даже в отсутствие пузырей) нарушается равномерность распределения скоростей ожижающего агента и возникает направленная циркуляция твердого материала, аналогично конвективным токам в нетермостатированном сосуде с капельной жидкостью. Следует подчеркнуть, что граничные эффекты в псевдоожиженном слое выражены резче, чем в капельной жидкости. [c.495]

В ряде случаев варианты конструктивного оформления деталей, размещаемых в псевдоожиженном слое, ограничены, тем не менее имеются благоприятные возможности для надлежащего выбора размера и расположения теплообменных труб, ориентации и формы разного рода устройств, способствующих более однородному псевдоОжижению. Конструктивные соображения могут, однако, потребовать противоположных решений, так что приходится идти на компромисс. Например, химические реакции и процессы массообмена в псевдоожиженном слое протекают обычно более эффективно при меньших размерах газовых пузырей и равномерном их распределении в объеме слоя, это следует учитывать, конструируя систему перераспределительных перегородок. С другой стороны, перемещение твердых частиц, вызываемое движением газовых пузырей, благоприятно сказывается на теплообмене слой — поверхность и перемешивании зернистого материала, в таких процессах, естественно, система перераспределительных перегородок не должна быть чрезмерно развитой, чтобы не препятствовать интенсивному движению теердых частиц. [c.522]