Коалесценция пузырей в псевдоожиженном слое

Большая скорость коалесценции пузырей в слоях мелких частиц относительно низкой плотности является, вероятно, результатом сравнительно высокой вязкости подобных слоев Для проверки этого предположения изучали связь между размером и скоростью подъема пузыря в жидкостном псевдоожиженном слое. Было установлено, что скорость газового пузыря увеличивается с его размером подобно тому, как это происходит в вязких жидкостях, но не так, как в воде. Авторы предложили теоретическую модель коалесценции, основанную на их наблюдениях за газовыми пузырями различных размеров, поднимающимися с неодинаковыми скоростями. [c.662]

Характер коалесценции в псевдоожиженном слое с естественным барботажем газовых пузырей можно проиллюстрировать на конкретных примерах. [c.701]

Скорость коалесценции пузырей может быть весьма значительной и, очевидно, зависит от их концентрации в слое последняя, в свою очередь, изменяется в зависимости от расхода газа. Средний размер пузыря может удваиваться на высоте в несколько сантиметров так что, за исключением очень крупных аппаратов, пузыри достигают диаметра слоя на сравнительно малой высоте. Ограничивающие стенки аппарата начинают влиять на форму и размер пузыря, как только последний достигнет половины диаметра слоя с этого момента псевдоожижение происходит в условиях поршневого режима (см. главу V). В этом заключается основная трудность экспериментального определения максимального размера пузыря. [c.137]

Не ясно, почему возникновение поршней не зависит от отношения Н 1 — высота слоя в начале псевдоожижения). Возможно, это объясняется тем, что в псевдоожиженном слое крупных частиц коалесценция пузырей происходит непосредственно над распределительной решеткой, на высоте, равной нескольким диаметрам пузыря, т. е. внутри слоя, высота которого сопоставима с его [c.194]

Устойчивость пузыря. Поднимающиеся пузыри, охватывающие вертикальные стержни, по-видимому, исключительно устойчивы. Их колебания и частичное разрушение здесь, вероятно, не так часты, как в случае одиночных пузырей, причем пузыри, охватывающие стержень, не так легко покидают его,,чтобы последовать за другими пузырями. Поэтому в псевдоожиженном слое с тонкими вертикальными стержнями по сравнению со свободным слоем наблюдается более редкая поперечная (в направлениях, не совпадающих с вертикальным) коалесценция пузырей. [c.534]

В ряде работ изучали коалесценцию пузырей и их дробления в газожидкостных псевдоожиженных слоях. [c.660]

На рис. ХУШ-З (нижняя кривая) иллюстрируется рост газовых пузырей показана частота их появления над поверхностью-слоя квадратного поперечного сечения (25 X 25 см), зарегистрированная с помощью киносъемки Значения частот усреднены для ранее указанного диапазона скоростей газового потока. Как видно из графиков (рис. ХУЩ-З), частота появления пузырей над поверхностью слоя (весьма низкая вблизи начала псевдоожижения) заметно возрастает с увеличением расширения слоя. Разность между значениями ординат двух кривых на рис. ХУШ-З равна числу пузырей, исчезнувших в слое за секунду вследствие суммарного эффекта коалесценции и дробления. Скорость коалесценции пузыря максимальна, если порозность слоя несколько выше, чем в точке начала псевдоожижения. Приведенные результаты хорошо согласуются с полученными ранее для слоев относительно мелких частиц. [c.661]

Несколько опытов было проведено со слоями, содержащими 2,4 36 и 70 кг песка. В этом диапазоне навесок материала (т. е. высот слоя) частота появления пузырей на поверхности слоя оставалась практически неизменной. Отсюда можно заключить, что изменение частоты барботажа пузырей происходит на относительно коротком расстоянии от отверстия. Эти результаты соответствуют приведенным ранее данным а также полученным при изучении барботажа пузырей, образующихся в случае ввода газа через одиночное отверстие в слой, псевдоожиженный газом . Влияние расширения слоя на коалесценцию пузырей четко иллюстрируется данными фотосъемки двухмерных слоев 1 . [c.661]

Видимо, по массопередаче в газожидкостных псевдоожиженных слоях было опубликовано всего лишь два исследования. В нервом из них измеряли скорость абсорбции водой двуокиси углерода из смеси ее с азотом. В качестве твердой фазы использовали частицы кремнезема (эквивалентный диаметр 0,22 мм) и стеклянные шарики (0,5 и 0,8 мм). Количественных корреляций, например, в виде коэффициентов массообмена предложено не было, но можно отметить ряд качественных особенностей процесса. Скорость абсорбции повышается с ростом скорости жидкости для частиц всех размеров и понижается с увеличением размера частиц для всех скоростей жидкости. Скорости абсорбции были ниже измеренных в аналогичной газожидкостной системе, не содержаш ей твердых частиц. Эти выводы отчасти подтверждаются рассмотренными ранее данными о коалесценции пузырей . [c.673]

ПОДЪЕМ И КОАЛЕСЦЕНЦИЯ ПУЗЫРЕЙ В ПСЕВДООЖИЖЕННЫХ СЛОЯХ [c.38]

Основной эксперимент был выполнен [43] в аппарате квадратного сечения (площадью 0,186 лр) с псевдоожиженным слоем песка, в который последовательно (с малым интервалом) вводились один за другим два воздущных пузыря. Промежуток времени между вводом первого и второго пузырей варьировали до тех пор, пока не достигли такого положения, что второй пузырь сливался с первым как раз в момент прорыва им свободной поверхности слоя. Факт коалесценции определялся визуально считалось, что пузыри слились, когда на поверхности слоя наблюдался один прорыв пузыря (а не два последовательных). Из полученных данных (опыты проводились со слоем различной высоты) можно сделать выводы о размере гидродинамического следа за пузырем и влиянии его на движение последующего пузыря. Во всех опытах слой песка полностью поддерживался в псевдоожиженном состоянии воздухом, скорость которого на 5—10% превыщала величину, необходимую для начала псевдоожижеиия, [c.61]

Рис. IV- 5. Коалесценция двух пузырей в псевдоожиженном слое (сужение ведомого пузыря по мере слияния его с ведущим, по данным рентгеносъемки) [7].

Обычным псевдоожиженным слоям посвящено огромное число работ. Изучается коалесценция и рост быстрых пузырей, измеряются [c.119]

К числу других проблем теоретического анализа движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое можно отнести необходим мость учета таких факторов, как взаимодействие газовых пузырей между собой при их движении в псевдоожиженном слое возможность изменения размеров пузырей в процессе их движения в слое коалесценцию и дробление газовых пузырей. Наконец, движение пузырей в псевдоожиженном слое осложняется крупномасштабными движениями фаз псевдоожиженного слоя, зависящими от скорости ожижающего агента и размеров аппарата [91 ]. [c.117]

В аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала, имеющих малый диаметр, в результате быстрой коалесценции газовых пузырей в слое над газораспределительным устройством размер газового пузыря достигает диаметра аппарата и наблюдается поршневой режим псевдоожижения. Поскольку расчет про-. мышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем обычно основывается на результатах исследований, проводимых на лабораторных установках, имеющих малый диаметр, анализ поршневого режима. нсевдоожижения весьма важен. Поэтому в данной главе будет также дан теоретический анализ движения газовой пробки в псевдоожиженном слое. [c.120]

Таким образом, в данном разделе рассмотрен ряд задач о гидродинамическом взаимодействии газовых пузырей в псевдоожиженном слое. Однако теоретически описать все детали такого взаимодействия, в частности нестационарные процессы слияния пузырей, н основе уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя до настоящего времени не удается. Поэтому для описания увеличения размеров газовых пузырей в результате их коалесценции используют различные гипотезы [90, с. 583 120]. [c.167]

К числу эффектов, оказывающих влияние на массообмен пузыря с плотной фазой псевдоожиженного слоя, относится гидродинамическое взаимодействие пузырей. Как было показано в предыдущей главе, такое взаимодействие может приводить к изменению размеров областей циркуляции газа около пузырей и к обмену газом между пузырями. Кроме того, в псевдоожиженном слое наблюдается коалесценция и дробление пузырей. [c.185]

Предположения, касающиеся-структуры псевдоожиженного слоя. В работах [32, с. 333 59 67, с. 373 133], как и в ряде моделей первой группы, считается, что псевдоожиженный слой может быть разбит на две фазы газовые пузыри и плотную фазу слоя. В работах [136, 156, 157] псевдоожиженный слой разбивают на область, занимаемую зонами циркуляции газа (включая газовые пузыри) и оставшуюся часть псевдоожиженного слоя. Используются также трехфазные модели псевдоожиженного слоя [140, 158—160], в которых слой разбивается на три фазы газовые пузыри, те части областей циркуляции газа, которые расположены вне пузырей, и оставшаяся часть псевдоожиженного слоя. В некоторых работах [32, с. 333 67, с. 373 157] принимается во внимание увеличение размеров газовых пузырей с высотой в результате коалесценции пузырей. [c.210]

Пузыри в псевдоожиженном слое во многих отношениях очень похожи на большие газовые пузыри в капельной жидкости, хотя в деталях имеется существенная разница. Пузыри принимают определенную или предпочтительную форму, которая изменяется от неглубокой чаши со сферической лобовой частью до почти полной сферы. Форма пузыря, как и в капельных жидкостях, сильно искажается вблизи стенок аппарата и разных деталей внутри слоя, а также в процессе разрушения и коалесценции пузырей. Последние почти не содержат твердых частиц, за исключением пальцев , спускающихся с крыши пузыря и частиц из кильватерной зоны в его основании. [c.133]

Б равномерно псевдоожиженном слое иь<иь<х> из-за нисходящего движения непрерывной фазы Коалесценция пузырей приводит к увеличению средней скорости подъема коллектива пузырей При наличии направленной циркуляции также можно ожидать увеличения скорости подъема. Теоретический расчет реальной скорости подъема пузыря пока отсутствует, так что приходится базироваться только на экспериментальных данных. Так, предложено соотношение [c.278]

Расчет промышленных аппаратов с псевдоожиженным слоем обычно базируется на результатах исследований лабораторных или пилотных установок. В аппаратах малого размера часто наблюдается поршневой режим псевдоожижения из-за быстрой коалесценции газовых пузырей в слое над распределительной решеткой. Когда размер газового пузыря достигает диаметра аппарата, в псевдоожиженно.м слое возникают чередующиеся пробки (слои) газа и шоршнюу твердых частиц. [c.170]

Коалесценция пузырей является важной особенностью псевдоожиженных слоев. Так, коалесценция определяет размер пузыря, от которого зависит интенсивность перемешивания в слое. Коалесценция возможна также n viDJD 0,5, т. е. в случае поршневого режима псевдоожижения. Для инженерных расчетов важно знать число пузырей в единице объема N, однако легче измерить частоту барботажа п, т. е. число пузырей, пересекающих единицу площади поперечного сечения слоя в единицу времени. Величины N и п связаны между собою зависимостью [c.294]

Коалесценция пузырей может рассматриваться как фактор радиального переноса трудно представить, что она сама по себе является источником радиальной и продольной диффузии. Рассмотрим сначала поведение твердых частиц, введенных в гидродинамический след мелких пузырей, начинаюш их свой подъем от распределительной решетки. Даже если бы отсутствовал обмен твердыми частицами между гидродинамическим следом и непрерывной фазой, то в результате последовательных актов коалесценции (пузырей и их кильватерных зон) происходило бы смешение меченых частиц в гидродинамическом следе образовавшегося крупного пузыря. Следовательно, в определенной мере радиальная и продольная диффузия частиц осуш,ествляется только лишь за счет самой коалесценции. Аналогичный процесс происходит также и с газом. Пусть, например, пузыри образуются в отверстии с частотой 20 с . Рассмотрим один из таких пузырей, содержаш ий газ-трасер. В верхней части слоя этот трасер окажется в одном крупном пузыре таким образом происходит распространение трасера как в радиальном, так и в продольном направлениях за счет собственной коалесценции. Вклад рассматриваемого механизма в продольную диффузию в псевдоожиженных системах должен быть незначительным, однако этого нельзя с уверенностью утверждать в отношении радиального переноса. [c.300]

Рассмотренные выше модели коалесценции, наряду с более ранними совершенно игнорируют наличие газового облака вокруг пузырей в псевдоожиженном слое. Общая интенсивность межфазного обмена газом между пузырем и непрерывной фазой, исходя из этих моделей, обусловлена газовым потоком через пузырь и массопередачей внутри его. Однако нигде не учитывается взаимосвязь между этими двумя составляющими, а их количественная оценка экснериментально не подтверждена. В выбранном экспериментальном диапазоне изменения рабочих условий соотношение между скоростями поднимающегося пузыря и газа в просветах между частицами было благоприятным для образования газового облака вокруг пyзыJ)eй. В этих условиях, как будет показано позже, упомянутые обменные характеристики весьма важны, хотя точно и неизвестны. [c.359]

Средний диаметр газового пузыря в слое зависит от физических свойств псевдоожиженной системы (прежде всего от pJpf и / ), размера твердых частиц й, высоты слоя (от нее зависит коалесценция пузырей), рабочей скорости ожижающего агента С/. Общего уравнения для расчета Ое не имеется, хотя уже появились некоторые публикации К счастью, большинство уравнений не очень чувствительно к изменению Ое (влияние параметра б сы. по рис. 1Х-8). В связи с этим при моделировании принимают, что размер газовых пузырей находится в пределах 10" —10 м для пилотных установок и несколько больше (0,1 <0,3 м) [c.400]

Видимо, в таком свободном или заторможенном слое пузыри достигали своего максимального диаметра, лимитируемого уже их устойчивостью, а не размерами аппарата. В тех случаях, когда пузыри достигают максимального (в аспекте устойчивости) размера значительно ниже свободной поверхности псевдоожиженного слоя, можно ожидать слабого влияния внутренних вставок. Однако, если предельный размер пузыря достигается вблизи свободной поверхности незаторможенного слоя, то размещение в нем вертикальных поверхностей может оказать значительное влияние в связи с понижениел скорости коалесценции для достижения максимального размера пузыря требуется большая высота слоя. [c.536]

Работу колпачковых распределительных устройств типа 1, а при высоких скоростях истечения газа изучали Козин и Баскаков Они показали, что попытки интенсифицировать диспергирование газа аа счет повышения скоростей истечения струй приводят к образованию центров зарождения цузырей в точках пересечения струй, выходящих из прорезей колпачков. При использовании аналогичных колпачков для псевдоожижения слоев песка 5.1 при более низких скоростях истечения и более редкой их расположении, чем в цитируемой работе эффект пол щался иным. Так, в тонких слоях при низкой скорости истечения газа из четырехструйчатых колпачков, установленных с шагом 305 мм, возникают по четыре цепочки пузырей от каждого элемента. По мере увеличения высоты слоя происходит быстрая коалесценция пузырей, и в результате над каждым элементом образуется один поток пузырей. Поведение такой системы с быстрой коалесценцией пузырей сходно с псевдоожижением при низких скоростях истечения газа из элементов типа 2а. [c.705]

Коалесценция пузырей. С помощью миниатюрных емкостных зондов специальной формы, не искажающих состояния псевдоожижения, в [12] проведено исследование локальной структуры псевдоожиженных слоев болыпого диаметра (Од= 1 м). [c.157]

Литературные данные по применению препятствий , способствующих более спокойному псевдоожижению, весьма скудны. Уже на самых ранних стадиях изучения псевдоожиженных систем было обнаружено, что вставки (сетки или решетки, размещенные внутри псевдоожиженного слоя) способствуют разрушению пузырей и, следовательно, более спокойному течению процесса. Весьма показательный пример в этом отношении приводят Холл и Крамли [33], наблюдавшие спокойное псевдоожижение в слое высотой более 2 м и диаметром 25 мм . Вставки представляли собой стальные сетки 10 меш (просвет около 1,5 мм), слегка выгнутые в направлении газового потока и укрепленные с интервалом 50 мм на протянутой по оси сосуда вертикальной проволоке. Вставки такого типа препятствуют коалесценции пузырей по всей высоте слоя и исключают поршнеобразование, наблюдаемое в таком слое при отсутствии вставок. [c.23]

Одной из основных задач любого исследования явления коалесценции пузырей в псевдоожиженном слое является установление закономерностей роста пузырей по мере их подъема по высоте слоя. Здесь можно упомянуть попытку Харрисона и Льюнга [43, 59], исследовавших влияние высоты слоя над точ- [c.65]

Райс и Вильгельм показали, что колебания нижней горизонтальной поверхности псевдоол<иженного слоя всегда неустойчивы, причем имеется определенная длина волны, при которой неустойчивость максимальна. Эта длина волны составляет несколько миллиметров, что, вероятно, близко к размеру пузырей, образующихся в основании псевдоожиженного слоя с равномерным газораспределением. Так, Ясуи и Иогансон [130], измерявшие оптическим методо.м размеры пузырей в псевдоожиженных системах с равномерным распределением воздуха, установили, что эти размеры вблизи распределительной решетки составляют несколько миллиметров, хотя несколько выше размер пузырей значительно увеличивается, вероятно, отчасти за счет коалесценции, как это было рассмотрено в разделе 2.5, в. [c.81]

Подчеркнем в ааключение, что уравнения (4.6-20), (4.6-21) описывают рост пузырей (при условии гь > г1) только за счет притока к ним газовой фазы и не описывают увеличение размеров газовых пузырей в псевдоожиженном слое в результате их коалесценции. [c.151]

Отмечено, что при неизменных параметрах решетки и дутья изменение высоты или физических свойств материала слоя приводит к изменению характера коалесценции струй, что непосредственно связано с влиянием высоты слоя и физических свойств материала на характеристики развития струй. Параметр f] = n/v [где n-частота микропульсаций давления (зарождения пузырей) V-частота макропульсаций давления (выхода пузырей на поверхность)] характеризует степень неоднородности псевдоожиженной системы. При n = v гетерофазная система газ-твердые частицы может считаться однородной (л = 1). При л V псевдоожиженный слой становится неоднородным вследствие коалесценции пузырей и выхода на поверхность слоя крупных газовых неоднородностей и пакетов частиц [102]. [c.92]

Решение важной в практическом отношении задачи о взаимосв язи заданной структуры слоя (высоты струйной зоны, координаты первичной коалесценции пузырей, конечного размера пузыря и др.) с конструкцией решетки в настоящее время может быть приближенно выполнено на базе теории стесненных струйных течений в зернистом слое, при организации межфазового взаимодействия в концентрированных системах газ-твердые частицы методами параллельно-струйного секционирования реакционной зоны аппарата (методами струйного псевдоожижения [5]). [c.103]

Поскольку коалесценция ведет к быстрому увеличению размера пузыря, следовало ожидать, что в слоях малого диаметра режим псевдоожижения будет близок к поршневому. По этой причине было предложено использовать характеристики поршнеобразования для описания процессов в псевдоожиженных слоях малого сечения. [c.275]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология