Движение поток в виде пузырей,

Во многих процессах химической технологии — абсорбции, ректификации, экстракции и т. д. происходит движение двухфазных потоков, в которых одна из фаз является дисперсной, а другая — сплошной. Дисперсная фаза может быть распределена в сплошной в виде частиц, капель, пузырей, струй или пленок. В двухфазных потоках первого рода сплошной фазой является газ или жидкость, а дисперсной — твердые частицы, форма и масса которых при движении практически не меняется. Некоторые гидродинамические параметры двухфазных потоков первого рода рассмотрены в разделе 3 данной главы. В потоках второго рода газ или жидкость образуют и сплошную, и дисперсную фазы. При движении частиц дисперсной фазы в сплошной они могут менять форму и массу, например вследствие дробления или слияния пузырей и капель. Математическое описание таких процессов чрезвычайно сложно, и инженерные расчеты обычно основываются на экспериментальных данных. [c.17]

Общую систему параметров, от которых зависит сила сопротивления, действующая на частицу, движущуюся в потоке сплошной фазы, в случае капель и пузырей необходимо дополнить введением вязкости дисперсной фазы Дд, от которой зависит подвижность их поверхности. Кроме того, форма капель и пузырьков не является заданной, а формируется в процессе движения. Известно, что она определяется мгновенным балансом силы давления, действующей на поверхность деформируемой частицы со стороны окружающей жидкости и стремящейся сжать ее в направлении движения и силы поверхностного натяжения, препятствующей такому сжатию. Сила давления пропорциональна скоростному напору Рс /2, а сила поверхностного натяжения — капиллярному давлению 2о/с э, где а - поверхностное натяжение. Поэтому система определяющих параметров для силы сопротивления, действующей на капли и пузыри, должна иметь вид (1 ,, р , А<с, А<д, о. [c.39]

Пар образуется при вылете за пределы жидкой фазы (испарении) частиц (молекул) жидкости, находящихся в тепловом движении и имеющих высокие скорости. При этом, обладая большой кинетической энергией, они преодолевают взаимодействие с соседними молекулами жидкости. Интенсивное парообразование происходит во всем объеме жидкости при ее кипении. В зависимости от плотности теплового потока, подводимого к жидкости через поверхность нагрева, на последней могут образовываться либо отдельные паровые пузыри, либо сплошной слой пара. Процесс образования пара в виде пузырей, возникающих на отдельных местах поверхности (центрах парообразования), называется пузырьковым или ядерным кипением. В этом процессе интенсивность теплоотдачи к жидкости весьма велика, поскольку жидкость получает тепло непосредственно от поверхности нагрева. При пленочном кипении жидкость отделена от поверхности нагрева слоем малотеплопроводного пара, вследствие чего интенсивность теплоотдачи во много раз меньше, чем при пузырьковом кипении. [c.133]

При дальнейшем движении потока по мере его нагрева и увеличения объемного газосодержания пузырьковый режим течения через ряд промежуточных форм сменяется дисперсно-кольцевым, при котором в ядре потока устанавливается паровая фаза, а у стенки в виде кольцевого слоя жидкая фаза. При дисперсно-кольцевом режиме течения в слое жидкой пленки имеются паровые включения, а паровое ядро содержит капли жидкости. С ростом паросодержания увеличивается скорость пара, что приводит к появлению сложной системы волн на поверхности жидкой пленки. При значительных скоростях пара в результате подрезания гребня волн с поверхности жидкой пленки могу срываться капли. Другой причиной их появления в потоке является выход на поверхность парового пузыря и его разрушение [34, 35]. [c.252]

В дальнейшем при увеличении скорости газа количество газовых пузырей в слое и их размеры увеличиваются настолько, что суммарная порозность КС возрастает пропорционально скорости газа. При этом высота слоя увеличивается, а гидравлическое сопротивление остается неизменным во всем диапазоне скоростей газа, соответствующих существованию КС. По виду слой сходен с кипящей жидкостью в нем возникают пузыри газа, которые увеличиваются при подъеме и выталкивают фонтанчики зерен при выходе из слоя. При значительных скоростях газа пузырьковый режим кипения переходит в агрегатный (пакетный). Газовые пустоты в виде крупных пузырей и струй уже составляют большую часть объема слоя, становятся непрерывной фазой, в которой плавают, совершают вихревые движения агрегаты зерен с пороз-ностью, близкой к порозности неподвижного слоя. В слое большого сечения отмечается наличие зон с преимущественно восходящим и нисходящим потоком частиц. [c.9]

В технике чаще используют псевдоожижение газовым потоком. В этом случае обычно происходит неоднородное псевдоожижение, особенно характерное для больших чисел псевдоожижения (рис. 6-17,6). При этом часть газа движется не только сплошным потоком, но и в виде пузырей, иногда достаточно больших. Эти пузыри разрушаются при выходе из слоя, приводя к резким колебаниям его высоты (рис. 6-17, в). С увеличением скорости газа (а значит, и К ) неоднородность слоя возрастает, размеры пузырей увеличиваются, и иногда они могут достигать по размеру диаметра аппарата при этом возможно поршневое движение слоя частиц, находящихся над пузырем (рис. 6-17, г). При выходе пузырей из [c.125]

Движение газа в псевдоожиженном слое может быть описано с помощью двухфазной модели, согласно которой слой представляется состоящим из двух фаз фазы пузырей и плотной фазы (которая включает частицы и ожижающий газ и сохраняется при минимальной скорости ожижения). При этом избыточный поток ожижающего газа по отношению к минимальному ожижающему потоку проходит через слой в виде пузырей (рис. 6,29). Для дальнейшего вывода модели сделаем следующие допущения 1) фаза пузырей, ожижающий газ и твердые частицы считаются непрерывными [c.333]

Движение трехфазных смесей по трубам представляет интерес из-за применения таких смесей в химических реакторах. Скорость сальтации (по жидкой фазе) в горизонтальном трехфазном потоке мало отличается от аналогичной величины в двухфазном потоке (жидкость— твердое тело). Это установлено [И] при опытах со смесью вода + воздух + стеклянные шарики d = = 500 мкм) в трубах диаметром 25 и 49 мм. Опыты с шариками диаметром 100 мкм в трубе диаметром 25 мм показали [11] аналогичные результаты и незначительное увеличение скорости сальтации при росте концентрации твердых частиц. Введение газовой фазы должно турбулизировать поток и повышать скорость сальтации. Однако эта скорость главным образом зависит от условий движения потока и концентрации твердой фазы у дна трубы. Наблюдения показывают [11], что газовые пузырьки и поршни проходят в верхней половине горизонтальной трубы и поэтому, вероятно, не влияют на скорость сальтации. Здесь имеется в виду истинная скорость сальтации, т. е. объемный расход жидкости, отнесенный к поперечному сечению трубы, свободному от газовых пузырей и поршней [c.235]

При выводе этих уравнений принято, что объем масс, перемещаемых в единицу времени, во всех потоках одинаков. Кроме того, допущено, что движение газа происходит только в виде пузырей, которые не обладают силой инерции, а между паром и жидкостью не происходит массо- и теплообмена [44]. Эти допущения в значительной степени обесценивают выводы Р. А. Меликяна, так как они в полной мере относятся, очевидно, только к пузырьковому режиму барботажа. Практически же мы с этим режимом в контактных аппаратах не имеем дела. Следует также отметить, что величина является практически неопределимой, а тем самым неопределимо и соотношение скорости потоков. Таким образом, единственным количественно определимым фактором остается скорость пара (газа) в свободном сечении колонны. Недостатками анализа, проведенного Р. А. Меликяном, является то, что он рассматривает движение газа в жидкости только как всплывание. В действительности же, начиная со струйного режима барботажа, мы имеем дело не только с пузырями, ио и со струями. При этом нельзя не учитывать как скорости вылета струй, так и инжекционного эффекта. [c.131]

Как мы видели в разделе IV. 2, движение газа (жидкости) в неподвижном зернистом слое несколько отличается от схемы идеального вытеснения и необходимо учитывать продольную диффузию и дисперсию. Аналогичные явления должны наблюдаться и в псевдоожиженном слое. Имеются и некоторые существенные отличия. С одной стороны, в псевдоожиженном слое частицы несколько раздвигаются и должны исчезнуть тупиковые и застойные газовые области, ответственные за различие стационарной и нестационарной диффузии в неподвижном слое. С другой стороны, движущиеся частицы в какой-то степени переносят с собой непосредственно окружающую их газовую оболочку (пограничный слой), что является дополнительной причиной обратного перемещивания газа против потока. Впрочем, как показывает опыт [182], этот дополнительный механизм может оказаться существенным практически лишь для зерен, сорбирующих диффундирующую примесь в одних зонах реактора и десорбирующих ее обратно в других участках. Наконец, в псевдоожиженном слое следует еще учитывать перенос определенных порций газа в виде пузырей и массообмен примесью между пузырями и окружающей их псевдожидкостью. [c.316]

На тарелке взаимодействие фаз происходит при диспергировании потока газа (пара) через отверстия массообменной тарелки в слой жидкости. Дисперсная фаза (пар) распределяется в сплошной (жидкой) фазе в виде струи и пузырей различного размера. Движение дисперсной и сплошной фаз на тарелке чаще всего перекрестное. Различают три гидродинамических режима работы барботажной тарелки пузырьковый, пенный и режим уноса. Эффективным режимом работы тарелок является пенный режим. При пенном режиме работы тарелки газовая струя на некоторой высоте слоя, распадается на пузыри. Таким образом, на тарелке можно вьщелить две основные характерные области (рис. 4.1) [c.126]

Многие процессы химической технологии проводятся при движении через трубопроводы и аппараты двухфазных потоков. В этих потоках одна из фаз обычно является дисперсной, а другая — сплошной (дисперсионная среда), причем первая распределена в объеме второй в виде частиц, капель, пузырей, пленок и т. п. Взаимное направление обеих фаз в потоке может быть различным. Например, движение твердых частиц и потока газа при пневмотранспорте, пузырей пара и кипящей жидкости в вертикальных трубках выпарных аппаратов с естественной циркуляцией (см. главу IX) направлено в одну сторону, т. е. является прямоточным. Во многих других случаях фазы движутся в противоположных направлениях, т. е. их движение противоточное. При противотоке фаз осуществляется, в частности, взаимодействие пленок стекающей вниз жидкости с восходящими потоками газа или пара в пленочных или насадочных абсорбционных и ректификационных колоннах, взаимодействие капель с потоком другой жидкости (сплошной фазой) в полых или насадочных колонных экстракторах (см. главы XI и XII) и т. д. Картина взаимного движения фаз в аппарате в целом или на отдельных его участках часто более сложная, чем при прямотоке или противотоке, например в аппаратах с псевдоожиженным слоем или на тарелках массообменных аппаратов при барботаже (см. главу XI). [c.111]

Во многих процессах химической технологии — абсорбции, ректификации,. экстракции и т, д. происходит движение двухфазных потоков, в которых одна из фаз является дисперсной, а другая — сплошной. Дисперсная фаза может быть распределена в сплошной в виде частиц, капель, пузырей, струй или пленок. [c.33]

Гидродинамическая картина псевдоожиженного слоя чрезвычайно сложна. Не существует равномерного, прямолинейного и параллельного движения твердых частиц они могут сближаться, свободное сечение между ними уменьшается и в таком случае при возрастающей скорости газового потока по закону Бернулли снижается статическое давление. В результате частицы еще больше сближаются и образуют крупные скопления. Между ними появляются сравнительно мало заполненные твердыми частицами пространства с незначительным гидравлическим сопротивлением, куда и устремится в виде компактных газовых пузырей большая часть потока. [c.185]

К сожалению, существует значительное число таких процессов, для которых составить достаточно полное математическое описание оказывается практически невозможно. Приведем только один пример, который будет рассматриваться в последующих главах. Многие процессы требуют поддержания жидкости в состоянии кипения (производство водяного пара, выпаривание растворов, перегонка и ректификация жидких смесей). При этом пузырьки образующихся паров не имеют правильной геометрической формы более того, их форма непрерывно изменяется по мере подъема в слое кипящей жидкости. В такой ситуации записать в виде математического соотношения форму пузырей оказывается невозможным и, следовательно, невозможно математически сформулировать на границе раздела паровой и жидкой фаз условия равенства давлений, равенства тепловых потоков, скоростей движения фаз и пр. [c.91]

Турбулентность деформаций возникает в результате стохастических изменений межфазной поверхности в ее ближайших окрестностях. Деформация межфазной поверхности приводит к динамической неустойчивости жид кости. Турбулентные силы, вызывающие деформации, максимальны на межфазной поверхности и убывают с увеличением расстояния от нее. Для развития турбулентности деформаций не требуется наличие потока массы сквозь межфазную поверхность кроме того, этот вид турбулентности не зависит от времени. Однако возрастание относительной скорости фаз увеличивает турбулентность деформаций (тогда как межфазная турбулентность при этом будет затухать). Турбулентность деформаций наблюдается в пленочных системах, а также в дисперсных потоках. Закономерности этого вида турбулентности исследованы Брауэром [12] для пленочного течения и для двухфазного движения пузырей и капель. Стохастическую природу деформации поверхности пленки можно показать измерением частоты волнообразования. [c.84]

Исходя из модели, предложенной в [31], будем считать пористость слоя постоянной, движение твердой фазы относительно пузыря потенциальным, а движение жидкой фазы вне пузыря подчиняющимся закону Дарси. На поверхности пузыря давление постоянное. Вдали от пузыря движение жидкой фазы при сделанных предположениях будет представлять собой суперпозицию поступательного потока и однородного сдвига. С учетом несжимаемости жидкости и того, что ее движение относительно твердой фазы описывается уравнением Дарси, получим для определения давления жидкости уравнение Лапласа, решение которого, удовлетворяющее условию постоянства на границе пузыря и граничным условиям на бесконечности, дает р. Скорость жидкой фазы находится затем из уравнения Дарси. Полученные результаты имеют вид [27] [c.71]

Из изложенного следует, что одним из методов интенсификации теплообмена при кипении является создание таких условий, при которых возникает кольцевой режим кипения. Это можно осуществить за счет организации течения жид-.кости в виде пленки внутри и снаружи труб, на плоских вертикальных и горизонтальных поверхностях и за счет уменьшения толщины слоя кипящей жидкости путем применения вставок в кипятильные трубы. В последнем случае пути движения паровых пузырей переносятся на периферию, растет турбулизация потока и а возрастает (по сравнению с кипением в трубах). Эффект снижения толщины слоя, приводящий к возрастанию коэффициента теплоотдачи, сказывается больше при малых щелях шириной порядка отрывного диаметра парового пузыря [99]. [c.85]

При вертикальном расположении труб для жидкостей, смачивающих поверхность, пузырьки пара движутся вверх в виде отдельных цепочек или больших пузырей (снарядный тип движения) или струй газожидкостной смеси, проходящих в центре трубы. Переход от одного типа движения к другому осуществляется при возрастании содержания пара. При очень большом паросодержании эмульсия исчезает и вдоль стенок трубы движется сплошная пленка жидкости, а в центре — паровая струя со значительным количеством мелких капель жидкости. В граничном слое до критической нагрузки наблюдается пузырьковое кипение. Если.в испаритель поступает жидкость при температуре кипения, то на начальном участке трубы происходит постепенное развитие процесса парообразования в пограничном слое с частичной конденсацией образующегося пара в ядре потока. Затем начинается зона развитого кипения, [c.40]

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]

Ход химических реакций в псевдоожиженном слое осложняется проскоком газа через слой в виде пузырей без достаточного контакта с частицами катализатора, что приводит к уменьшению степени превращения и в то же время приближает характер движения газа к потоку с идеальным вытеснением. Картина еще более ослол<няется, если реакция происходит между ожижающим агентом и псевдоожижаемым твердым материалом. Чем ближе движение ожижающего агента к идеальному вытеснению, тем меньше будет необходимое отношение катализаторных объемов V/V [c.216]

Здесь можно заметить, что уравнения (2.12) — (2.16) применимы к движению иузырей через псевдоожиженный слой (для чего следует заменить в этих уравнениях скорость U разностью и—i7q), если допустить, что весь поток газа, сверх необходимого для начала псевдоожижеиия, проходит через слой в виде пузырей. В нервом приближении можно предположить, что скорость uj, остается при этом такой же, как для единичного иузыря, и тогда для псевдоожиженного слоя из уравнений (2.6) г, (2,16) получим [c.46]

Воспользуемся некоторыми соотношениями, выведенными в(5 второй гла-ве для движения группы пузьгрей. Исходя из предположения о том, что движение ожижающего агента в виде пузырей характеризуется величиной ((7—Уо), согласно уравнению неразрывности потока и в соответствии с выражением 2.13) имеем [c.119]

В случае газофазных реакций на твердых катализаторах реакторы с псевдоожиженным слоем имеют определенное преимущество перед реакторами периодического действия или трубчатыми реакторами непрерывного действия. Кроме преимущества, определяемого легкостью механического перемещения катализатора, высокий коэффициент теплопередачи от стенки к слою обеспечивает легкость теплопоглощения или теплоотдачи. Более того, вследствие движения твердых частиц весь газ находится в реакторе, по существу, при одной и той н е температуре, образуя с твердым телом непрерывную гомогенную фазу. Еще одно достоинство этого реактора заключается в том, что величина доступной внешней поверхности здесь больше, чем Б реакторе с неподвижным слоем, так что реакции, лимитирующиеся диффузией в порах, будут давать более высокие степени превращения в режиме псевдоожиженного слоя. В задачи данной книги не входит проведение обсуждения механики псевдоожижения, и мы дадим лишь ссылки на соответствующие работы и исследования, выполненные различными авторами 144—46]. Достаточно сказать, что при пропускании газа снизу вверх через слой твердого тела имеет место падение давления в этом слое, которое непрерывно усиливается но мере течения газа. В конце концов наступает момент, когда подъемная сила, действующая на твердые частицы, становится равной весу частиц. С увеличением скорости течения газа подъемная сила такя е возрастает и поток поднимает частицы, увеличивая нри этом объем зазоров между частицами в слое катализатора. Неподвижный слой продолжает в результате расширяться до тех пор, пока не достигнет состояния наиболее рыхлой упаковки. Любое дальнейшее увеличение скорости газа вызывает разделение частиц друг от друга, и они переходят в состояние свободного парения. Весь слой находится теперь в псевдоожиженном состоянии. Теперь уже любое увеличение потока газа не сопровождается соответствующим увеличением перепада давления, так как скорость потока газа при течении через зазоры между частицами уменьшается вследствие расширения слоя. Увеличение потока газа выше точки начала псевдоожижения вызывает увеличение объема пустот внутри слоя. В конце концов достигается точка, когда газ начинает прорываться через слой в виде пузырей. Псевдоожиженный слой становится тогда очень похожим на кипящую жидкость. Образующиеся пузырьки газа движутся вверх через твердые частицы, которые находятся теперь в состоянии непрерывного движения. В случае газофазных реакций, катализируемых твердыми катализаторами, для предсказания рабочих условий чрезвычайно важно знать распределение времени контакта газа по слою. [c.433]

Наблюдаемое во всех случаях снижение степени превращения исходного вещества при переходе от неподвижного слоя катализатора к кипящему слою этого же катализатора является результатом не только перемещения части газа в направлении, противоположном направлению движения реакционного потока, но и следствием проскока газа в виде пузырей и струй, сопровождающих режим псевдокипения. Суммарный результат этих двух явлений и характер зависимости скорости преврашения исходного вещества от степени его превращения подобны результату, достигаемому при продольном перемешивании реакционной массы. Односекционные реакционные аппараты с кипящим слоем практически могут быть отнесены к категории реакторов промежуточного типа и характеризуются числом эквивалентных псевдосекций полного смешения. [c.422]

Режимы движения фаз в колонных аппаратах чрезвычайно многообразны. Знание закономерностей поведения фаз в каждом режиме и пределов изменения гидродинамических параметров, в которых существует тот или иной режим, соверщенно необходимо при правильном определении условий проведб йя химических и тепло-массообменных процессов. Многообразие режимов движения фаз в аппаратах колонного типа обусловлено многими факторами в частности, многообразием участвующих в движении сред (твердые, жидкие и газообразные), многообразием величин и направлений скоростей фаз, различными условиями ввода и вывода фаз, возможностью возникновения различного рода неустойчивостей в двухфазном потоке, возможностью протекания процессов дробления и коагуляции частиц, а также влиянием поверхностно-активных веществ и различных примесей на поведение капель и пузырей. Однако при всем многообразии различного вида течений, встречающихся в колонных аппаратах, можно вьщелить определенный класс дисперсных потоков, которые имеют ограниченное число установившихся режимов, а поведение фаз в этих режимах определяется общими для всех систем закономерностями. Такие потоки можно назвать идеальными. Они существуют при скоростях движения фаз, сравнимых со скоростью их относительного движения. При этом частицы распределены достаточно равномерно по сечению аппарата если и существуют градиенты концентрации дисперсной фазы, то они имеют конечную величину. Это означает, что концентрация частиц в среднем меняется от точки к точке непрерывным образом. Форма частиц близка к сферической, а их размер не слишком отличается от среднего размера частиц в потоке. [c.86]

Помимо чисто экспериментальных трудностей, имеются принципиальные сомнения в возможности описания процесса межфазного теплообмена единым коэффициентом а для всего слоя в целом. Ведь совершенно различен характер движения и циркуляции твердой фазы в трех описанных выше основных зонах кипящего слоя. Неоднородны и нестационарны условия теплообмена и внутри зон, особенно при проскоке крупных пузырей в аппаратах промышленного масштаба. По-видимому, все эти экспериментальные и теоретические трудности и являются причиной введения рядом авторов ошибочной корреляции Nu = 0,24Re (d/Ho). Как показали Гельперин и Айнштейн [154], под этим критериальным видом скрывается самый обыкновенный суммарный баланс теплоты в предположении линейного изменения температуры потока с высотой и равенством 0 и Г на выходе из слоя. [c.130]

Аппараты со взвешенным (кипящим, псевдоожи-женным) слоем катализатора применяют взамен аппаратов с фильтрующим слоем. Принцип взвешенного слоя устраняет перечисленные недостатки и позволяет значительно упростить конструкцию контактных аппаратов. В аппаратах со взвешенным слоем применяется обычно мелкозернистый катализатор с диаметром частиц 0,1—2 мм. Взвешенный слой мелких частиц катализатора образуется в газовом (или жидком) потоке реагирующих веществ. Для этого газ пропускают снизу вверх через решетку, на которой находится катализатор, с такой скоростью, чтобы частицы катализатора пришли в движение и весь слой перешел из неподвижного во взвешенное состояние. Во взвешенном слое зерна катализатора передвигаются во всех направлениях, совершая линейное и вихревые движения, в результате ускоряется диффузия реагентов из ядра, потока к частицам катализатора. Внешний вид слоя напоминает кипящую жидкость. Он также пронизан пузырями газа, откуда и произошло название кипящий слой. Взвешенный слой обладает свойством текучести подобно жидкости. По степени перемешивания твердой фазы взвешенный слой в аппаратах малых размеров может приблил<ать-ся к модели полного перемешивания. Температурный режим в каталитических реакторах с кипящим слоем катализатора — изотермический. [c.245]

Многочисленные опыты подтвердили, что газ, подаваемь й в решетчатый барботер, на выходе из сопла отодвигает жидкость и поступает под решетку, где распределяется и вытекает через отверстия в жидкость в виде отдельных потоков пузырь-ков. При этом образование и движение газовых пузырьков наблюдается только над решеткой независимо от глубины погружения барботера. [c.103]

Кипящий, или нсевдоожиженный слой твердых частиц—система, гидродинамически очень сложная. Основной момент, определяющий гидродинамический режим процесса, — это характер движения твердых частиц. Каждая частица испытывает со стороны газового потока подъемную силу, в среднем равную ее весу флуктуации подъемной силы вызывают беспорядочные движения частицы. Если две частицы сближаются, локальная скорость потока в промежутке между ними растет, соответственно уменьшается локальное давление и частицы сближаются еще сильней. Таким образом образуются плотные скопления твердых частиц. Этот механизм исключает существование однородного кипящего слоя как неустойчивого состояния [33]. Обратное воздействие движения твердых частиц на газовый поток заключается в том, что гидравлическое сопротивление слоя становится резко неравномерным по сечению, и значительная часть потока, направляясь по пути наименьшего сопротивления, проходит слой в виде компактных масс —газовых пузырей. Неоднородность кипящего слоя — очевидная теоретически и наблюдаемая как визуально, так и с помощью разнообразных физических методов исследования (оценка локальной плотности слоя путе.м измерения его электрической емкости или поглощения слоем рентге1ювскпх или гамма-лучей) — вызывает резкие различия гидродинамических условий и условий протекания реакций в разных частях газового потока поэтому можно говорить о газе, проходящем в пузырях, и газе, просачивающемся сквозь плотный слой твердых частиц, как о двух разных фазах газового потока. В дальнейшем эти две фазы мы будем называть, пользуясь терминологией предыдущего параграфа, соответственно, пассивной и активной, предполагая, что только газ, находящийся непосредственно в промежутках между частицами катализатора (в активной фазе) может претерпевать химические превращения. Топологически пассивная фаза является прерывной, а активная — сплошной, что иногда используется в качестве их наименований 2. [c.223]

Принцип псевдоожижения заключается в том, что если через слой мелкозернистого материала, помещенного на пористой перегородке или перфорированной решетке, пропускать газ, то при достижении определенной линейной скорости газа, когда его подъемная сила, обусловленная силами трения и инерционными силами, действующими на частицы, становится равной весу слоя, частицы твердого материала отрываются друг от друга, и слой оказывается взвешенным в восходящем потоке. Линейная скорость газа, при которой слой переходит в псевдоожиженное состояние, называется критической скоростью псевдоожижения. При дальнейшем увеличении линейной скорости газа слой начинает расширяться, а частицк приобретают интенсивное вихревое движение. Происходит перемешивание частиц в слое, и часть газа барботирует через слой-в виде газовых пузырей. Критическая скорасть псевдоожижения может быть определена, например, по формуле Тодеса Она зависит от размера и плотности частиц, плотности и вязкости псевдоожижающего агента и пористости слоя. [c.135]

В системе газ—жидкость захлебывание, как правило, проявляется в виде начала интенсивной колесценции пузырей и последующего перехода в пенно-турбулентный режим [94]. В системе жидкость—жидкость может наблюдаться как выброс дисперсной фазы [156, 166—168], так и интенсивная коалесценция капель [156, 169]. Некоторые исследователи при расходах фаз, близких к захлебыванию, наблюдали обращение фаз [166, 168]. Вблизи точки захлебывания иногда может происходить самопроизвольный переход первого режима во второй, что дало основание некоторым авторам определять точку захлебывания в распылительных колоннах как момент образования плотного слоя капель [163]. Нетрудно догадаться, что явление захлебывания связано с бифуркацией равновесных состояний динамической системы (2.78), моделирующей стационарное движение идеального дисперсного потока. [c.96]

Поведение реального физического процесса в данных условиях может совпадать с поведением идеального процесса, а может и не совпадать с ним. Так, при движении твердых частиц в жидкости при захлебывании наблюдается нарушение только условия стационарности. Поведение потока в данном случае может быть описано в рамках принятой нами модели идеального дисперсного потока, но с использованием нестационарных уравнений. При движении пузырей в условиях, близких к захлебыванию, в среднем поток остается стационарным (расходы фаз не изменяются), но нарушаются условия отсутствия коалесценции и монодисперсности частиц, что приводит к существенным изменениям картины течения и соответственно к кризису принятой модели идеального дисперсного потока. В частности, существенно изменяется сила межфазного взаимодействия, появляется значительная неравномерность распределения пузырей по сечению аппарата, а движение фаз, по-види-мому, уже не может быть удовлетворительно описано с помощью двухскоростной модели. [c.96]