Пределы псевдоожиженного состояния

B. Г. Айнштейна и некоторых других. Наряду с этим отдельные важные проблемы псевдоожиженного состояния, развитые, главным образом, в советских работах, остались, к сожалению, за пределами книги. Так, не освещены вопросы развития газовых струй в псевдоожиженном слое, поднятые в работах Н. А. Шаховой и др., хотя они имеют непосредственное отношение к возникновению газовых пузырей, теоретическое и экспериментальное исследование которых занимает большую часть книги. Совсем не затронуты статистические модели (кинетическая теория) псевдоожиженных систем, развитые в работах Ю. А. Буевича, [c.10]

Переход неподвижного слоя в псевдоожиженное состояние в реальных условиях связан с необходимостью затраты дополнительной энергии на преодоление сил инерции частиц и сцепления между ними. Величину этих дополнительных затрат энергии отражает пик давления Ал в точке С, соответствующей началу псевдоожижения. Скорость потока о в этой точке определяет нижний предел существования псевдоожиженного слоя и носит название первой критической скорости. При увеличении скорости жидкости сверх значения Ок начинает постепенно расти высота псевдоожиженного слоя, концентрация твердых частиц на единицу объема слоя уменьшается, и частицы приобретают все большую подвижность. [c.172]

На рис, 1Х-6 показана схема адсорбционного отделения до- очистки биологически очищенных сточных вод Первомайского химического завода. Загрязненные сточные воды, представляющие собой смесь биологически очищенных и слабо минерализованных промышленных сточиых вод, из буферного пруда по напорным водоводам / поступают в приемные резервуары 2. Из резервуаров сточная вода насосами 3 подается в адсорбционные аппараты 4 снизу, равномерно распределяется по сечению колонны с помощью блока решеток и проходит через слой активного угля, поддерживая его в псевдоожиженном состоянии. В качестве адсорбента на установке используется активный антрацит с частицами размером 0,2—1,0 мм и эффективной удельной поверхностью до 800 м /г. Скорость движения восходящего потока жидкости, необходимого для взвешивания частиц адсорбента, находится в пределах 13—15 м/ч, что позволяет при диаметре адсорбционного аппарата 3,0 м производить очистку 120—135 м ч воды. Очищенная вода отводится через водосборное устройство в верхней части аппарата. [c.249]

Среди других задач гидродинамики неподвижного слоя важнейшей является определение предела устойчивости НС, т.е. скорости потока (если он подается снизу), при которой его воздействие на частицы становится столь значительным, что слой переходит в псевдоожиженное состояние. Эта скорость (ее иногда называют первой критической) является одновременно скоростью начала псевдоожижения. Ее удобно определять при изучении закономерностей псевдоожиженного слоя (разд.2.7.4.). [c.222]

Прежде чем рассмотреть устройство и работу комплексной линии, ознакомимся с основным ее узлом — горизонтальным вулканизатором (рис. 13.28). Вулканизатор представляет собой ванну 10 прямоугольного сечения, разделенную пористой решеткой 5 на две части. На решетку засыпается гранулированный твердый материал, а под нее по трубопроводу Р, подводится подогретый воздух или пар. Газ, проходя через слой, приводит его в псевдоожиженное состояние и нагревает твердые частицы дополнительный нагрев осуществляется от нагревателей 4, помещенных в слое 3. Заготовка изделия И помещается в ванну и нагревается в псевдоожиженном слое. В ванне профиль поддерживается восходящим потоком псевдоожиженного слоя, поэтому никаких транспортирующих устройств не требуется. Воздух для ожижения слоя подается газодувкой 7, через регистр предварительного подогрева 1 уходящими из вулканизатора газами окончательный нагрев воздуха производится в батарее электрокалориферов 8. Распределение потока горячего воздуха под пористой газораспределительной решеткой 5 осуществляется перфорированным коллектором Р, соединенным с главным газопроводом управляемой арматурой. Это позволяет регулировать подачу воздуха в широких пределах по всей длине ванны и, таким образом, поддерживать состояние слоя в требуемом режиме. [c.302]

Излом кривой в точке А соответствует переходу неподвижного слоя в псевдоожиженное состояние, а абсцисса точки А выражает скорость начала псевдоожижения г0д. являющуюся нижним пределом диапазона псевдоожиженного состояния. Величину часто называют первой критической скоростью. С момента начала [c.49]

Анализ приведенных формул для определения диапазона псевдоожиженного состояния обнаруживает некоторые их различия. Максимальное расхождение мел<ду кривыми I и 2 (см. рис. V-12) не превышает 35"/о от значений W max, соответствующих кривой / различие между кривыми / и 5 не выходит за пределы 25—27%. Предпочтительной представляется зависимость (V. 25). которая базируется на уравнениях О. М. Тодеса, В. Д. Горошко и Р. Б. Розенбаум. Эта зависимость, видимо, наилучшим образом соответствует экспериментальным данным и дает плавное изменение li max с Аг и наиболее простое аналитическое выражение функции. [c.163]

В гл. I указывалось, что, когда скорость газа достигает определенной величины, слой неподвижного мелкозернистого материала переходит в псевдоожиженное состояние. Эта скорость является по существу пределом, ниже которого не может быть скорость газа в аппарате с псевдоожиженным слоем катализатора. В связи с этим [c.22]

Скорость газа рассчитывается на полное сечение аппарата, т. е. для описания псевдоожиженного состояния используется не действительная скорость газа в пустотах слоя, а приведенная скорость, равная расходу газа, деленному на площадь сечения аппарата. Скорость уноса соответствует выносу частиц из слоя, т. е. режиму пневмотранспорта. Следовательно, рабочая скорость газа должна находиться в пределах [c.99]

Выше уже отмечалось, что теоретической верхней границей псевдоожиженного состояния является скорость витания и ее приближенно можно принять за предел существования кипящего слоя. [c.22]

В большинстве экспериментальных работ измеряется наиболее важная для практических расчетов величина Хз в горизонтальном направлении, т. е. поперек потока псевдоожижающего агента. Опыты показывают существенную зависимость .д от скорости газа, что объясняется определяющей ролью взвешивающей среды в перемешивании дисперсного материала. В точке перехода неподвижного слоя материала в псевдооЖиженное состояние и = Ыкр) даже при самом незначительном псевдоожижении Лэ возрастает от значения 0,3—0,5 Вт/(м-К) для фильтруемого неподвижного слоя на порядок и более, что объясняется включением мощного механизма перемешивания дисперсной фазы. С ростом скорости газа >Ыкр эффективная теплопроводность быстро увеличивается пропорционально (и — кр) , где величина аппроксимационного показателя к по данным разных авторов, лежит в пределах к 1- -2. Следует ожидать, что при значительном увеличении скорости газа, когда порозность ПС заметно уменьшается, дальнейшее увеличение интенсивности перемешивания частиц окажется скомпенсированным понижением концентрации дисперсной фазы. Действительно, при расширении ПС приблизительно в 1,5—1,7 раза эффективная теплопроводность достигает своего максимального значения и далее уменьшается [50]. Значение Лэ уменьшается с увеличением диаметра частиц, но остается по порядку величин равной теплопроводности металлов. [c.191]

При осуществлении процессов кристаллизации из газовой фазы используют установки с псевдоожиженным слоем как с рециркуляцией газообразной псевдоожижающей среды, так и без рециркуляции, с однократным проходом. Механизм таких нроцессов складывается из следующих стадий смешение реагентов в пределах слоя и создание пересыщенного состояния ПГС, кристаллизация на частицах слоя и в газовой фазе. [c.239]

С увеличением числа псевдоожижения (см. стр. 181) коэффициент теплоотдачи значительно увеличивается, но лишь до известного предела, который соответствует оптимальному режиму псевдоожижения. При дальнейшем увеличении числа псевдоожижения коэффициент теплоотдачи снижается, что объясняется уменьшением концентрации твердых частиц в слое вследствие перехода слоя из Плотного состояния в разбавленное . [c.462]

Как известно, при отсутствии теплоносителя или при очень малой его скорости зернистый материал лежит на решетке неподвижным плотным слоем. С увеличением скорости подачи теплоносителя наблюдается узкая область скоростей, в пределах которой слой сначала разбухает, но остается неподвижным, а затем при достижении теплоносителем некоторой критической скорости, называемой скоростью псевдоожижения, слой приходит в состояние кипения, или псевдоожижения. С дальнейшим увеличением скорости теплоносителя псевдоожижение переходит в пневмотранспорт, начало которого характеризуется скоростью газового потока, называемой скоростью уноса . [c.134]

Число псевдоожижения характеризует интенсивность перемешивания частиц и состояние псевдоожиженного слоя. Опытным путем найдено, что во многих случаях интенсивное перемешивание достигается уже при Ка, = 2. Оптимальные значения Kw устанавливаются обычно практически для каждого конкретного технологического процесса и могут изменяться в довольно широких пределах. [c.108]

С гидродинамической точки зрения стесненное осаждение аналогично определенному состоянию взвешенного (псевдоожиженного) слоя твердых частиц, описанного в главе И. Скорость стесненного осаждения соответствует верхнему пределу существования взвешенного слоя, когда скорость потока среды достигает значения, при котором дальнейшее ее увеличение приводит к началу уноса частиц из псевдоожиженного слоя. [c.180]

В практических условиях режим взвешенного слоя начинается при значениях числа псевдоожижения W = 50—100, что, с одной стороны, свидетельствует о возможности регулирования кипящего слоя в широком диапазоне скоростей ) псевдоожижения, с другой —широкие пределы колебания для начала режима взвешенного слоя свидетельствуют о нечетности в практических условиях границы между состоянием кипящего и взвешенного слоев. [c.506]

Равномерная подача воздуха под газораспределительную решетку осуществляется через несколько перфорированных коллекторов 13. Наличие системы управляемой арматуры, соединяющей коллекторы с газопроводом 14, позволяет в широких пределах регулировать скорость подачи воздуха по всей длине ванны и поддерживать псевдоожиженный (взвешенный) слой И во взвешенном состоянии. Температура псевдоожиженного теплоносителя может изменяться от 170 до 250 °С. [c.56]

В реальных условиях кривая исевдоожижения (рис. 1-21, б) отличается от изображенной на рис. 1-21, а. Дело в том, что за пределами Wq величина Ар продолжает некоторое время расти в связи с затратами энергии на преодоление сил сцепления твердых частиц, а также на их трение со стенкой и между собой. После перехода слоя в псевдоожиженное состояние сопротивление его мгновенно падает до характерного уровня Ар. Значение пика давления Ап зависит от свойств твердых частиц, геометр ческой формы аппарата и конструкции опорно-распределительной рещетки. Так, в аппаратах постоянного поперечного сечения Ап — =. (0,05—0,15) Ар в конусных аппаратах Ап значительно выше. [c.83]

Газ движется в кипящем слое в виде небольших пузырьков между твердыми частицами, равномерно вращающимися в слое топлива. При постоянной средней величине частиц плотность такого кипящего слоя зависит от скорости газа при постоянной скорости газа плотность одинакова во всем слое. Псевдоожи-женное состояние возможно в определенных пределах средних линейных скоростей газа. Например, для частиц угля или кокса, размеры которых соответствуют прохождению их через сита с 60—325 отв./сж , минимальная линейная скорость холодного воздуха, обеспечивающая возможность флюидизации твердых частиц, составляет -0,6 см/сек. Псевдоожиженное состояние частиц сохраняется при увеличении линейной скорости воздуха до 60 см1сек. По мере приближения линейной скорости газа к скорости падения частиц последние выдуваются из кипящего слоя. Условиями устойчивого состояния кипящего слоя являются также определенные оптимальные пределы величины частиг.[ (10—300 1) и соответствующее соотношение между количест-во.м мелких и крупных частиц. При слишком большом содержании наибольших и наименьших частиц, особенно в реакторах большого диаметра, могут образоваться газовые каналы, а при очень большом содержании крупных частиц, особенно в реакторах малого диаметра, может наступить явление так называемого с б р а с ыв а нц я. Оно заключаемся во внезапном подъеме массы измельченного топлива во всем сечении реактора и последующем падении этой массы на дно после прорыва через нее газа. [c.54]

Этот недостаток в значительной степени устранен в конструк ции аппарата, в которой поворот тарелки заменен открыванием переточного окна, в остальное время закрытого перфорированными пластинами [215]. Принципиальная схема такого аппарата показана на рис. 7.12. Поток жидкости подается через коллектор 9 в Нижнюю часть аппарата и проходит снизу вверх через все камеры с активным углем, переводя его слой в псевдоожиженное состояние. За время перемещения потока через слой осуществляется адсорбция растворенных веществ, и очищенная жидкость через сборный лоток 5 отводится из верхней расширенной части аппарата. Свежий активный уголь из бункера 4 поступает на верхнюю секционирующую тарелку /, окна 2 которой закрыты перфорц-рованными пластинами 5. После отработки адсорбента в пределах верхней контактной зоны его передают в расположенную под ней зону с помощью привода 7 и тяги 6, которые перемещают под-движные перфорированные пластины 3 и Открывают таким образом переточныё окна 2 верхней тарелки /. Через эти окна активный уголь перетекает в следующую зону равномерно по всему сечению [c.242]

Однако особенностью этого процесса является ограниченность существования кипящего слоя определенными пределами скоростей w и w"), зависящими от гранулометрического состава и физических свойств псевдоожижаемого материала (см. гл. II). Для монодисперсных материалов сущестнование кипящего слоя возможно только в пределах этих скоростей для полидисперсных (таких, как флотационный колчедан и его огарок) характерен постепенный переход слоя в псевдоожиженное состояние одновременно с постепенным его выносом по мере увеличения скорости газового потока. Поэтому существование и характер кипящего слоя из огарка флотационного колчедана (значения N, П, К п других параметров), а также интенсивность печей КС обусловливаются, как показано в гл. III, гранулометрическим составом, т. е. величиной определяющего диаметра частиц и содержанием фракций с частицами менее 50 мк. [c.167]

Переход сыпучего материала в псевдоожиженное состояние идет через ряд промежуточных этапов, отличающихся формой поверхности слоя и характером циркуляции материала. На рис. 40 схематически показаны промежуточные состояния сыпучего материала при возрастании скорости вращения лопастной мешалки прямоугольного сечения, наклоненной к плоскости днища под углом 45°. При малых окружных скоростях вращения лопасти (окружная скорость на краю лопасти ио<1 м/с) материал начинает уплотняться и высота Н его слоя в сосуде снижается (/—I рис. 40, а). Когда окружная скорость достигнет величины о=1- 2 м/с (нижний предел относится к легким материалам типа тальк, пудра, а верхний — к тяжелым материалам типа маршалит, песок, цинковая пыль), частицы слоя начинают вибрировать, продолжается уплотнение слоя с образованием в нем трещин (рис. 40,6). При Ыо=2ч-2,5 м/с весь слой материала начинает медленно двигаться в сосуде, а отдельные частицы перемещаются по концентрическим окруж- [c.115]

При определенной скорости газа, называемой критической, слой разбухает и переходит в псевдоожиженное состояние. Область скоростей от и = 0 до и — икр является областью спокойного слоя (/). Порозность е и высота слоя h остаются постоянными. С дальнейшим увеличением скорости газа сопротивление слоя практически не изменяется и приближенно равно его весу (нагрузке, в кгс/м ). В случае повышения скорости на границе спокойного и псевдоожиженного слоев наблюдается скачок гидравлического сопротивления, при уменьшении же скорости воздуха, т. е. при переходе от полувзвешенного состояния к спокойному, такого скачка не наблюдается (гистерезис). Явление гистерезиса можно объяснить тем, что для приведения частиц в движение необходимо затратить дополнительную энергию на преодоление поверхностных сил сцепления. Величина скачка зависит от размеров частиц, их укладки и состоя-ния поверхности. Несколько меньшее значение гидравлического сопротивления слоя в области / при уменьшении скорости объясняется, вероятно, более рациональной укладкой слоя полидисперсного материала. В области псевдоожижения // порозность и высота слоя непрерывно увеличиваются обычно в практических условиях значение порозности е в этой области изменяется в пределах 0,55—0,75. Переходное состояние от псевдоожижения к пневмотранспорту (е = 0,9 и выше) иногда называют разбавленной фазой. [c.115]

Однокамерные сушилки, которые могут быть прямоугольными или круглыми в плане (рис. 5.2.19), просты по устройству, надежны в эксплуатации, обладают высокими экономическими показателями, поэтому они наиболее распространены в промышленности. Причем камеры с обратным перемешиванием (рис. 5.2.19, а) наилучшим образом подходят для материалов, которые в исходном состоянии очень трудно или невозможно перевести в псевдоожиженное состояние (высоковлажные комкуюшиеся, пастообразные, жидкие). Псевдоожижение достигается путем однородного распределения сырья по поверхности или в объеме слоя и за счет полного перемешивания твердых сухих частиц в пределах слоя. Недостатком этих конструкций является неравномерная обработка материала, обусловленная широким спектром времен пребывания частиц в зоне сушки. [c.510]

Использование для синтеза углеводородов из СО и Нд техники работы с катализатором в псевдоожиженном состоянии (кипящий слой), применяемой в нефтяной промышленности при каталитическом крекинге, было осуществлено на протяжении последних нескольких пет рядом американских фирм [93—112]. Большинство полузаводских испытаний процесса с железным катализатором в псевдоожиженном состоянии проводили в реакторах диаметром 50—200 мм и высотой 3—7,3 м. Температуру в реакторах регулировали при помощи внутренних штыковых теплообменников, установленных в верхней части реактора, либо при помощи охлаждающей рубашки, окружающей реактор. В одном из реакторов диаметром 203 мм, снабженном охлаждающей рубашкой, перепад температуры по высоте слоя катализатора составлял около 13°. Исследованбя проводились в пределах температур 307—343° и давлений 28—46 ат. Исходным сырьем для процесса синтеза является природный газ, и поэтому большинство лабораторных и полузаводских испытаний процесса было проведено на смесях с отношением Нд С0=1,8—2,0, которые могут быть получены непосредственно из природного газа при взаи- [c.360]

Для псевдоожиженного состояния системы иОгт — НРг скорость подъема пузырей составляет в среднем около 0,6 м/сек и превышает критическую скорость. Уравнение Мюррея можно применять при а = 1,59,0. Величина а растет с уменьшением размера частиц, т. е. со снижением степени турбулизации газового потока. При этом большая часть газа проходит через слой в виде пузырей с оболочками, диаметр которых несколько больше диаметра пузырей. Объем газа, циркулирующего только в пределах пузыря, с увеличением а уменьшается, т. е. геометрическая модель пузыря и газового облака, показанная на рис. 99, не характерна для всех случаев. При изменении количества циркулирующего в пузыре и облаке газа меняется время контакта газа с твердыми частицами, а также избыточное количество газообразного реагента, необходимое для завершения реакции. Если предположить, что между пузырем и его оболочкой происходит полное перемешивание газа, то можно рассчитать долю газа, контактирующего с частицами в любой данный момент в оболочке и кильватере пузыря. Эта величина /, определяющая скорость реакции внутри пузыря, при а > 1 описывается уравнением [c.276]

После окончания распыливания требуемого количества раствора включают насос термостата 9 и источник инфракрасного иадучения 10. Процесс сублимационного обезвоживания гранул замороженного раствора осуществляется при подводе к ним тепла от ребер теплообменников и дна вакуумной камеры. Вьщеляющийся при этом пар приводит слой продукта в псевдоожиженное состояние. Вынесенные за пределы слоя гранулы ссыпаются в теплообменник. [c.274]

На верхних участках трубы наблюдаются непрерывный рост давления и его градиента, достаточный для достижения псевдоожиженного состояния. В пияших зонах трубы давление изменяется в противоположном направлении, что можно объяснить большим понижением у, нежели и, вызывающим инверсию скорости скольжения и изменение знака градиента давления. Как было выяснено ранее, порозность тонких порошков при их движении может изменяться в широких пределах между ernf н ть- Этого не происходит при движении крупнозернистых материалов, для которых ,nf ть и плавное псевдоожижение возможно в более ограниченном диапазоне изменения плотностей слоя. [c.587]

Для слежения за одиночной частицей и определения ее кинематических характеристик внутри кипящего слоя необходимо эту частицу как-то пометить и суметь ее увидеть визуально или с помощью приборов. Наиболее просто для этого использовать плоские реакторы толщиной в одно зерно , в которых положение и движение меченой частицы не было бы закрыто другими. Такие установки были применены Бондаревой [53] и Шейниной [54] для псевдоожижения сравнительно крупных частиц воздухом и жидкостью. В первой из этих установок использовали плоскую прозрачную кювету с расстоянием между стенками 35 мм. В кювете псевдоожижали воздухом слой из легких полых типа пинг-понговых шариков диаметром 30 мм. Один или несколько шариков помечали черными полосами или пятнами. Состояние системы фиксировали кинокамерой. Проектируя кинокадры на экран, отмечали последовательные положения центра помеченного шарика и соединяли эти положения отрезками, длины которых А/,-варьировали от кадра к кадру. В аналогичной установке снимали и обрабатывали последовательные перемещения стеклянных и алюминиевых шайбочек с й = 8—10 мм и /г = 4—5 мм, псевдо-ожижавшихся смесями глицерина с водой при различной вязкости так, что определяющий критерий Архимеда изменялся в очень широких пределах от 10 до 10. [c.50]

ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ, способ взаимодействия-потока газа или жидкости (ожижающий агеит) со слоем твердого зернистого материала, при к-ром твердые частицы, взвешенные в потоке, совершают пульсационные и вихревые движения, не покидая пределов слоя. Переход неподвижного слоя в псевдоожиженный происходит при такой скорости потока ш ожижающего агента, при к-рой устанавливается равповесие между силами трепия потока о твердые частицы и весом частиц (первая критич. скорость П.). В этом состоянии слой приобретает текучесть. При увеличении скорости ожижающего агента высота слоя возрастает, повышается его по-розпость 8 (доля объема, занятого ожижающим агентом), но в результате сохранения равновесия между силами трения и весом частиц последние не покидают пределов слоя, а его гидравлич. сопротивление остается постоянным. Частицы начинают выноситься из слоя при скорости потока ю" (вторая крптич. скорость П.), превышающей ги в десятки раз. [c.486]

В качестве примера приведем успешно работающий в СССР отопительный котел приведенной производительностью 6,5 т/ч, оборудованный топкой с КС площадью 3 м , для сжигания каменных газовых углей и их отходов с зольностью от 25 до 72%. Он был построен после испытаний на различных углях пилотного котла приведенной производительностью 10 т/ч [25], В топку загружается дробленый уголь, прошедший через сито 10 мм, концентрация горючих в выгружаемом из слоя шлаке составляет 1—2%, скорость псевдоожиження на номинальном режиме равна 3—4 м/с, избыток воздуха на выходе из топки колеблется в пределах от 0,2 до 0,8 сверх стехиометрического (при малых нагрузках — выше). В результате 1,1 Н-1,7 МВт/м , Возврат уноса на дожигание отсутствует, поэтому потери теплоты с недогоревшим топливом (в основном, в унесенной из топки золе) увеличиваются с ростом скорости псевдоожижения от 6,5 до 14 %, Потери теплоты с газообразными продуктами неполного сгорания составляют 0,5—1,5 % Высота слоя в спокойном состоянии составляет 0,3 м. Несмотря на малую высоту слоя, трубы, размещенные в нем и над ним, воспринимают до 50 % всей теплоты, передаваемой воде и пару. [c.230]

Рассмотрим первоначально (рис.2.36, а) общий случай псевдоожижения твердого материала в поле внешних массовых сил, характеризуемых ускорением а (его направление показано стрелкой). Вьщелим в ПС элементарный участок dz, в пределах которого эффективная (с учетом сил выталкивания) масса ТМ равна dffla- Пусть нормальное к а сечение слоя /= var, закон его изменения по высоте слоя известен. Баланс сил, удерживающих массу dfflg в состоянии равновесия (псевдоожижения), запишется (соответственно ОБС для контура, совпадающего с элементарным объемом fd ) [c.228]

Псевдоожиженный (кипящий) слой (англ. fluidized bed) — слой мелкозернистых твердых частиц, находящихся в результате воздействия движущейся сквозь него газообразной или жидкой среды в псевдоожиженном (взвешенном, подвижном) состоянии, при котором силы тяжести, архимедовы силы и силы, обусловленные гидродинамическим сопротивлением и действующие на совокупность частиц слоя со стороны среды, уравновешены. При этом твердые частицы, перемещаясь в потоке в различных направлениях, находятся в движении в пределах слоя, а расстояние между ними и объем слоя меняются в зависимости от скорости среды, проходящей через него. Псевдоожиженный слой обладает следующим рядом свойств, аналогичных свойствам жидкости подвижность, текучесть, вязкость, осаждение и всплывание твердых тел, барботаж газовых пузырей [c.135]