Непрерывная фаза пузырем,

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]

Механизм движения газа в системах газ — твердые частицы весьма сложен из-за тенденции к образованию пузырей. На долю последних приходится значительная часть газового потока, и при движении через слой происходит непрерывный обмен газа между пузырями и непрерывной фазой -80. При отсутствии пузырей интерпретация экспериментальных данных по тепло- и массообмену между газом и твердыми частицами возможна только с учетом значительного обратного перемешивания ei. При этом роль последнего возрастает по мере уменьшения скорости газа. [c.64]

Было исследовано перемешивание газа в больших слоях с барботажем пузырей 82. 83 и сделана попытка интерпретации результатов на основе диффузионного механизма. Установлено 86 , то обратное перемешивание газа в системах с барботажем пузырей незначительно. Результаты изучения характера движения газа в промышленных аппаратах с помощью трасера 7 не дали, к сожалению, существенной информации о характере движения газа в непрерывной фазе. [c.64]

В работе Джексона , приведено прямое (хотя и приближенное) решение задачи о свободной поверхности полости в соответствии с уравнениями (111,45)—(111,48). При этом введены следующие два дополнительных допущения 1) уравнения лишь приближенно удовлетворяются в непрерывной фазе, окружающей газовый пузырь 2) условие постоянства давления удовлетворяется только приближенно и локально — на поверхности пузыря. Не сделано никаких попыток определить форму этой поверхности, обеспечивающую постоянство давления. [c.103]

Твердые частицы или непрерывная фаза во многом обнаруживают сходство с однофазной жидкостью и обтекают пузырь, как это наблюдалось бы при числе Рейнольдса около 10. Исходя из этого можно объяснить основные особенности иеремешивания твердых частиц. [c.133]

Это утверждение неточно. Имеются данные [4—6], в том числе и автора главы свидетельствующие о возможности миграции части газа из непрерывной фазы в дискретную (пузыри) или в обратном направлении. — Прим. ред. [c.137]

Зная количество газа, проходящего через псевдоожиженный слой в виде пузырей, и среднюю скорость последних, можно рассчитать общее расширение слоя. Если исключить из рассмотрения мелкие порошки, то при скоростях, близких к 7 , расстояние между частицами в непрерывной фазе остается, по существу, постоянным, проницаемость ее не изменяется и газ продолжает двигаться вверх со скоростью 17 1 относительно частиц. Отсюда следует , что [c.143]

Некорректность соотношения (IV,5) очевидна [71 даже если принять постулаты двухфазной модели, то газ со скоростью Umf должен двигаться по сечению, занятому только непрерывной фазой. Поправка на этот эффект может оказаться существеннее, чем изменение Umf вследствие разрыхления слоя около пузыря. — Прим. ред. [c.143]

Слияние первоначально независимых пузырей всегда происходит по определенному механизму. На рис. 1У-12 показан (с точки зрения наблюдателя,, движущегося с большим пузырем) характерный пример того, как больший пузырь догоняет и поглощает меньший. При этом первый из них деформируется очень мало, продолжая подниматься со своей обычной скоростью. Поглощаемый пузырь, двигающийся медленнее, попадает в поле действия поглощающего и отклоняется в сторону, в конечном итоге меньший пузырь всасывается в кильватерную зону большего. Поглощаемый пузырь продолжает подниматься со своей обычной скоростью относительно непрерывной фазы в данном месте когда он попадает в область восходящего движения непрерывной фазы под -большим пузырем, то абсолютная скорость его подъема возрастает, пока он не пройдет через основание крупного пузыря. Последние стадии происходят очень быстро, и поглощаемый пузырь при этом сильно вытягивается. Поглощающий пузырь [c.146]

Газ движется через проницаемую непрерывную фазу ламинарно (или в соответствии с законом Дарси) с относительной скоростью, достаточной для поддержания твердых частиц во взвешенном состоянии. Выше было показано, что пузыри вызывают перемещение самой непрерывной фазы, которое накладывается на движение газа. Пузыри представляют собой участки с очень высокой проницаемостью, распределенные в однородной среде, ограниченной проницаемостью, и их присутствие значительно видоизменяет газовый поток. Последний сходится по направлению ко дну пузыря, проходит через него, выходит через его крышу [c.157]

Пузыри находятся в движении, так что поток не является установившимся относительно неподвижного наблюдателя (или стенок аппарата). Если скорость пузыря превышает скорость движения газа в просветах невозмущенной непрерывной фазы, то возникает интересное и важное явление. Поле давлений заставляет газ входить в пузырь через дно. Выйдя через его крышу, газ поступает в непрерывную фазу, быстро текущую вниз вдоль боковой поверхности пузыря газ увлекается ею к основанию пузыря и снизу снова входит в пего. В результате возникает сферический вихрь газа (концентричный пузырю), который поднимается вместе с пузырем как обособленное газовое образование (облако циркуляции). Наличие этого облака значительно изменяет время контакта газа и твердых частиц, являясь важной причиной проскока газа через слой. [c.157]

Если пузырь неподвижен (это означает, что все твердые частицы также неподвижны), то двуокись азота должна двигаться по линии тока. Ее движение будет очень сходно с показанным на фото 1У-27, отличаясь только тем, что поток, поднимаясь вверх, изогнется, чтобы войти в основание пузыря, пройдет через него, выйдет (в идеальном случае) через крышу пузыря и далее симметрично завершит траекторию. (На практике существует экспериментальная трудность внутри пузыря газ-трасер теряет поддержку твердых частиц и начинает рассеиваться, поэтому из пузыря в непрерывную фазу входит уже не тонкая струя.) Как было показано поле давлений, а значит и поле линий тока, [c.159]

Аналогия здесь вряд ли полная, даже если принять, что циркуляция газа в пределах облака является абсолютно замкнутой. Дело в том, что газ может переноситься из облака в непрерывную фазу позади пузыря с пограничной пленкой твердых частиц, обтекающих пузырь. [c.165]

Кроме того, поскольку рассматривается газообмен непрерывной фазы с облаком (а не с пузырем), целесообразно использовать не Ве, а Re,, = = U ,-2rJ — Прим. ред. [c.165]

Степень превращения зависит главным образом от интенсивности обмена газом между пузырями и непрерывной фазой, интенсивность которого определяется диффузией и сквозным потоком между фазами. Теория позволяет учесть оба эти механизма пере- [c.172]

Известно что вязкость непрерывной фазы понижается с уменьшением размера твердых частиц. Можно предположить, что вихри в кильватерной зоне под газовой пробкой затухают при высокой вязкости непрерывной фазы в результате уменьшается расстояние между пробками, при котором происходит их слияние (это особенно характерно для псевдоожижения слоя крупных частиц). Найдено также i , что два одинаковых пузыря в слое большого размера не сливаются, если расстояние между ними по вертикали превышает 1—1,5 фронтальных диаметров пузыря. [c.193]

В реальных условиях сопротивление диффузии должно существовать как в непрерывной фазе, включая облако, так и внутри пузыря. Кроме того, одновременно с диффузией перенос происходит за счет сквозного потока между пузырем и непрерывной фазой. Излагаемая ниже теория представляет собой попытку учесть взаимодействие указанных факторов, а также концепции других авторов, представленные в пунктах а—г. [c.201]

Опыты показали что смешение происходит внутри основной части каждого пузыря, но линии тока из пузыря ведут в непрерывную фазу. В последующей теории такая схема потока дополнена допущением, что газ р облаке циркуляции движется вдоль линии тока, пока он не достигнет кильватерной зоны под газовой пробкой. Здесь происходит полное смешение с газом в непрерывной фазе, расположенной на одном уровне с кильватерной зоной, благодаря быстрому движению пленки твердых частиц в этой области. С этим предположением согласуются опыты в которых не удалось обнаружить радиального перепада концентраций трасера, введенного в поршневой псевдоожиженный слой. Следовательно, газ, поступающий через дно газовой пробки, должен иметь концентрацию реагента Ср, равную концентрации, в непрерывной фазе вокруг пробки. Отсюда скорость обмена реагирующим веществом составит [c.201]

Объемный поток между пробкой и непрерывной фазой может быть определен без приведенных выше расчетов по методике, разработанной для слоя с непрерывным барботажем пузырей. [c.202]

К сожалению, экспериментальные данные по газообмену между газовой пробкой и непрерывной фазой весьма скудны. Проводили опыты с вводом содержащих трасер пузырей в слой, находящийся в состоянии минимального псевдоожижения, однако в обеих сериях опытов газообмен между фазами был подавлен концевыми эффектами. [c.203]

Соответствующий коэффициент диффузии в непрерывной фазе, окружающей пузырь, должен быть равен коэффициенту поперечного перемешивания в точке начала псевдоожижения. [c.205]

Недавно для описания перемешивания газа и твердых частиц рядом авторов была предложена модель противотока с обратным перемешиванием,постулирующая,.что движение непрерывной фазы вызывается перемещением пузырей. В частности, принимают, что твердые частицы достигают поверхности слоя, находясь в гидродинамическом следе пузырей, и соответственно должен существовать их общий нисходящий поток. Поскольку скорость нисходящего потока непрерывной фазы может превышать спорость газа в просветах между твердыми частицами (обычно вычисляемую как то газ, увлекаемый [c.253]

В случаях химической реакции в псевдоожиженном слое различные модели приводят к профилям концентраций в дискретной (газовые пузыри) и непрерывной фазах, показанным на рис. УН-1. [c.254]

Интенсивность обмена газом между пузырем и непрерывной фазой оказывает влияние на скорость превраи ения реагента, содержащегося в пузырях. Суммарная скорость межфазного обмена газом зависит от разностей концентраций, являющихся в свою очередь, очевидно, функцией интенсивности перемешивания в слое. Следовательно, в общем случае интенсивность перемешивания в псевдоожиженном слое определяет его рабочие характеристики. [c.254]

Рис. VII- . Возможные профили концентраций в дискретной (пузыри) и непрерывной фазах псевдоожиженного слоя, соответствующие различным

Измерения сопротивления потока показали , что стенки полости менее устойчивы, чем ее крыша, Если скорость газа через крышу полости будет недостаточно высока и единичные частицы начнут падать вниз, то частицы над ними определенно потеряют устойчивость и произойдет обрушение крыши. Такое поршнеобразное обрушение вызовет уменьшение объема полости, что приведет к восстановлению скорости на поверхности раздела, несмотря на отделение полости от струи газа из отверстия решетки. Частицы, обтекающие полость и движущиеся к ее основанию, также стремятся сжать газ и, замещая его, вытеснить через крышу полости. Это легко может быть продемонстрировано, если внести пузырь в слой непсевдоожиженного зернистого материала по мере подъема пузыря наблюдается сокращение его объема. В псевдоожиженном слое, где частицы в непрерывной фазе, входящие в основание полости, сами пронизываются потоком со скоростью сокращения объема пузыря не происходит из пузыря уходит то же количество газа. [c.29]

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]

В большинстве систем газ — твердые частицы при скоростнс газа, значительно превышающей необходимую для начала псевдоожижения, наблюдается образование газовых пузырей. Рядом авторов было установлено, что весь избыток газа, сверх необходимого для начала псевдоожижения, проходит через слой в виде пузырей, причем непрерывная фаза сохраняет ту же порозность что и в точке начала псевдоожижения . Достоверность такого фактора трудно установить, так как это связано с точным определением скорости начала псевдоожижения. В настоящее время, однако, известно, что в ряде систем газ — твердые частицы равномерное расширение слоя может происходить в достаточно широком интервале скоростей газа " . [c.53]

Обмен газом между непрерывной и дискретной фазами внутри слоя является важным фактором, требующим обязательного учета при расчете реакторов с псевдоожиженным слоем. Рассмотрение поведения пузырей не входпт в задачу данной главы однако, следует иметь в виду, что пузыри могут влиять на гидродинамическую обстановку в непрерывной фазе, а это существенно нри выборе техники измерений. [c.54]

Соотношение (IV,4) предполагает, что скорость пузыря дополнительно возрастает под действием восходящего потока непрерывной фазы (например, в центральной зоне) со средней скоростыо дискретной фазы . Скудные литературные данные недостаточны для однозначного подтверждения соотношения (1У-4). Последнее все же является, вероятно, самым полезным из всех известных до сих пор уравнений, хотя в работе Дэвидсона и Харрисона рассмотрены и некоторые другие уравнения. [c.143]

Анализируя войрос о расширении слоя, уместно кратко рассмотреть некоторые специфические особенности работы с тонкими порошками. Многие порошки со средним размером частиц менее 100 мкм однородно расширяются без образования пузырей при скоростях газа, лишь незначительно превышающих U f- Существует критическая скорость 7 , при которой начинается образование газовых пузырей. Отношение U IU f может изменяться от значений, чуть превышающих 1 до 2 (в особых случаях). Для материалов, подобных мелкому катализатору крекинга нефти, это отношение обычно равно 1,1 или 1,2. При таком режиме движения изменяется расстояние между твердыми частицами, а с ним и проницаемость непрерывной фазы. В этих условиях уравнение (IV,5), разумеется, неприменимо. Имеются указания, что нри превышении скорости более чем на р 100% порозность непрерывной фазы опять становится равной и применение уравнения (IV,5) снова будет правомерным. Этот вопрос подробно рассдютрен в главе II. [c.145]

Выше уже отмечалось, что слой твердых частиц размером менее -—100 мкм часто расширяется однородно в ограниченном интервале скоростей до возникновения пузырей. Такое поведенне ограничено очень узким интервалом размеров частиц, примерно до 40 мкм (несколько меньше для некоторых неорганических солей ), так как для более мелких частиц отношение поверхностных сил к массовым становится настолько большим, что порошок вообще нельзя перевести в псевдоожиженное состояние. Некоторое, хотя и ограниченное, расширение непрерывной фазы сильно влияет на характер движения твердых частиц. Можно принять, что оно соответствует (в жидкостной аналогии) увеличению числа Рейнольдса на один порядок. Силы, эквивалентные вязкостным в непрерывной фазе, по-видимому, проявляются слабо, скорее под действием деформированного пузыря возникают эффекты, подобные слабым вихрям. [c.156]

На фото 1У-25 показаны последовательные стадии движения пузыря, подобно приведенным на фото 1У-16, но для мелких частиц катализатора крекинга нефти (со средним диаметром около 60 мкм). Как и предполагалось, налицо дрейф, однако профпль сильно искажен из-за нестабильности непрерывной фазы. Это нетрудно объяснить качественно так как слой несколько расширен, то появляется возможность перемещения частиц. Такое предположение подтверждается данными фото 1У-26, где представлены фотоснимки двухмерного слоя, сильно освещенного сзади при этом свет частично проникает в непрерывную фазу. Первый снимок относится к слою твердых частиц размером около 83 мкм, непрерывная фаза в этом случае почти не расширена и выглядит как однородное серое поле между пузырями. Второй снимок демонстрирует слой, содержащий частицы размером около 60 мкм этот слой перед возникновением пузырей расширяется на несколько процентов. Непрерывная фаза на снимке кажется неоднородной, указывая на образование отдельных агрегатов частиц, способных в ограниченной степени перемещаться друг относительно. друга. Это явление не приводит к большим различиям в степени перемешивания твердых частиц, но несколько изменяет описанную ранее картину. [c.156]

На каждой из представленных фотографий ниже подпима-юш егося пузыря виден след газа-трасера. Значит, обе части газа в облаке и между твердыми частицами в непрерывной фазе) изолированы не полностью, и между ними происходит некоторый газообмен. Это можно понять, если перенос через границу раздела осуществляется за счет молекулярной диффузии. До настоящего времени скорость газообмена исследована мало . Это явление сходно с массопередачей от капли (или к капле) какой-либо жидкости, поднимающейся в другой жидкости, не смешивающейся с первой. В таком случае скорость обмена должна быть [c.164]

Изучение поршневого режима типа А имеет большое значение для понимания процесса псевдоожижения. В слое большого размера трудно измерить или рассчитать диаметр пузырей вследствие их коалесценции, а также перемешивания газа в непрерывной фазе. Кроме того, характер потоков около лобовой части пузыря в обычном слое зависит от гидродинамической обстановки в кильватерной зоне непосредственно под пузырем последняя, как известно, с трудом поддается исследованию. Псевдоожижен- ный слой в поршневом ре- [c.172]

Хорошо известно, что при подъеме газовых пузырей в псевдоожиженном слое происходит обмен ожижающим агентом между ними и окружающей их непрерывной фазой. Если скорость подъема пузыря щ превышает скорость начала псевдоожижения в просветах между частицами то образуется облако . Газ из пузырей проникает лишь в облако, т. е. на небольшое расстояние в окружающую пузырь непрерывную фазу. В порншевом слое, где почти всегда также образуется облако. Теоре- [c.185]

Можно считать, что в непрерывной фазе порозность постаянаа и равна как й в момент начала псевдоожижения, и что эффективный коэффициент диффузии равен (см. ниже). Если предположить далее, что конвективный член равен ШщдсШу и реагент диффундирует через неподвижную пленку 2р без разложения, то сокращается. Тогда уравнение диффузии принимает одинаковую форму для пузыря и непрерывной фазы. Это означает, что эквивалентная толщина пленки одинакова для обеих фаз [c.205]

Полученное выражение сходно по форме с уравнением (VIII,13) и уравнением (VI,21), приведенным в монографии Дэвидсона и Харрисона , но содержит множитель е /(1 + е ), учитывающий сопротивление диффузии как в нецрерывной фазе, так и в дискретной. Если рассматривать только пузыри, то отношение е /(1 + 8 ) будет равно 1. Сопротивлением непрерывной фазы можно пренебречь в случае очень быстрых реакций, но оно должно быть учтено если константа скорости реакции первого порядка меньше 2 " . [c.210]

Предполагается, что на выходе из реактора происходит полное смешение газа из пузырей и из непрерывной фазы, так что концентрация на выходе становится равной с , а доля непревраш,ен-ного реагента с = j . [c.212]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология