Трасер

Рис. УП-28 иллюстрирует влияние скорости газа на усредненную по поперечному сечению относительную концентрацию газа-трасера на определенном уровне (23 см ниже точки ввода трасера) в слое Данные получены при изучении обратного перемешивания в слое стеклянных шариков трех различных размеров, псевдоожиженных воздухом в аппарате диаметром 152 мм.

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]

Перемешивание жидкости при псевдоожижении твердых частиц водой в аппарате диаметром 9 см и высотой 25 см изучали 89, 9о с использованием электролитов в качестве трасера коэффициент продольной диффузии составил 1 см /с, что соответствует числу Ре, равному 20. [c.64]

Радиальное перемешивание жидкости, исследованное с помощью окрашенных трасеров, оказалось гораздо слабее продольного значения Ре составляли 1—10. [c.65]

Еще до работы Дэвидсона ноток ожижающего агента в окрестности пузыря был экспериментально изучен методом инжекции окрашенного газа-трасера. Однако эксперименты проводились только с медленно движущимися пузырями, так что образования облака не наблюдалось. Теоретические выводы Дэвидсона стимулировали дальнейшие исследования быстро движущихся пузырей, и вскоре было экспериментально доказано существование облака циркуляции и подтверждено, что отношение диаметров облака и пузыря уменьшается по мере увеличения скорости подъема последнего. При этом диаметр облака [c.99]

Существование облака циркулирующего газа, сопровождающего пузырь при / / 0 впервые нашло экспериментальное подтверждение в опытах Роу и Партриджа применявших инжекцию окрашенного газа. Заметим, что Дэвидсон, излагая первоначально свое предположение о существовании такого облака , упоминает более ранний эксперимент Кока по псевдоожижению водой свинцовой дроби с использованием окрашенной воды в качестве трасера. [c.114]

Равномерное распределение газа в основании аппарата имеет важное значение, если целью эксперимента не является преднамеренное изучение плохого распределения или специальных распределительных устройств. Стенки аппарата должны быть достаточно толстыми для предотвращения деформации при нагрузке, а если в качестве трасера используется двуокись азота, то материал должен быть устойчивым к коррозии. Органическое стекло легко разрушается, поэтому используют обычное стекло. [c.128]

Когда газ-трасер вводится в двухмерный псевдоожиженный слой через стенку аппарата, как показано на фото 1У-27, он движется вверх в виде тонкой струи без заметного расслаивания, по крайней мере до тех пор, пока не войдет в пузырь. Поскольку псевдоожиженный слой с барботажем пузырей выглядит как хаотическая и турбулентная система, в ранних работах не было обнаружено, что газ движется ламинарно обычно его считали полностью перемешанным. [c.158]

Изображение на фото -21 получено при вводе в слой тонкой струи двуокиси азота с температурой 50 °С (дабы она была полностью диссоциирована и имела наиболее темную окраску) через маленькое отверстие в передней части двухмерного аппарата по его оси вблизи от дна. В отсутствие пузырей струя постоянна по ширине и вертикальна. Между прочим, если резко прервать подачу газа-трасера, то можно проследить за верхней или нижней частью струи и измерить скорость газа в просветах [c.158]

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]

Трасса перемещается во времени, и на фото 1У-28 изображены последовательные кинокадры, показывающие, как вертикальная струя газа вначале образует выступ, направленный к проходящему пузырю. Несколько позже этот выступ трасера должен подойти к пузырю, но это не должно трактоваться как вход газа в пузырь и последующий выход через его основание. Это также не газ, движущийся вниз из верхней части трассы. Фото 1У-29 показывает поле трасс, образующихся при инжекции трасера через несколько отверстий одновременно. [c.159]

Если вводить газообразный трасер в двухмерный слой, содержащий умеренное количество пузырей, он будет очень быстро рассеиваться. При входе газа в пузырь происходит некоторое рассеивание, и выходящий газ уже не имеет форму тонкой струи. [c.159]

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]

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]

Распределение газа но времени пребывания определяли "з путем импульсного ввода трасера (водород) в поток ожижающего агента результаты опытов интерпретировали в соответствии с двухфазной теорией Определяли высоту единицы переноса Я, в принятых обозначениях равную Н/Х. [c.220]

Авторы зафиксировали значительную концентрацию газа-трасера (гелия) ниже точки его ввода на различных расстояниях г от оси потока трасер обнаруживали ниже этой точки на расстоянии около 0,3 м, что указывает на заметное перемешивание газа (рис. УП-2). [c.255]

Рис. УП-2. Обратное перемешивание газа-трасера (гелия) 1 при псевдоожижении стеклянных шариков размером 150 мкм в аппарате диаметром 76 мм (и = = 35 см/с).

Рис. УП-З. Радиальные профили концентраций [цифры у кривых — расстояния выше (-Ь) или ниже (—) уровня ввода газа-трасера, см]

Джиллиленд и Мэзон продолжили изучение перемешивания газа, используя более широкий диапазон размеров микросфер и стеклянных шариков 0,45 0,3 0,15 0,1 мм. Профили концентраций, полученные в результате отбора проб газа из различных точек слоя, показаны на рис. УП-З и УП-4 [причем в одном случае газ-трасер вводили в слой через одиночную трубку (а), а в другом (б—д) — через батарейный инжектор]. [c.256]

Величины / и s не являются независимыми, их легко связать уравнением материального баланса по газу-трасеру . [c.258]

Во многих случаях экспериментальные значения s близки к 1, т. е. к режиму полного перемешивания. Распределение времени пребывания газа мало чувствительно к изменению его скорости. Тенденция к режиму идеального вытеснения возрастает с увеличением отношения HID. При использовании двуокиси углерода в качестве газа-трасера слой покидало большее его количество, чем это следовало из расчета объема пустот слоя это указывает на возможность адсорбции двуокиси углерода псевдоожиженным слоем твердых частиц. [c.258]

Рассмотрим перемешивание газа при установившемся режиме работы, когда пузыри вводятся в основание слоя отдельно с концентрацией газа-трасера с д. По мере подъема газ в пузырях обменивается трасером с восходящим потоком газа в непрерывной фазе (рис. УП-13). Принимается, что газ в непрерывной фазе и в пузырях движется в режиме идеального вытеснения без продольного перемешивания. [c.268]

Таким образом, неважно, какая из фаз (дискретная или непрерывная) анализируется на содержание газа-трасера, поскольку относительная концентрация газа в дискретной и непрерывной фазах получается одинаковой. [c.271]

Были зарегистрированы изменения концентрации двуокиси углерода в пузыре между двумя его положениями па различной высоте в двухмерном псевдоожиженном слое. Авторы выдвинули интересную гипотезу, согласно которой обмен происходит за счет флуктуаций вертикального размера пузыря (у полюсов), приводящих к переносу газа-трасера вследствие изменения размеров облака. Для оценки этой гипотезы необходимо располагать большой информацией о таких флуктуациях. Новейшие данные (мы лишены возможности рассмотреть их здесь) базируются на изучении обратного перемешивания в двух слоях — цилиндрическом (диаметром 152 мм) и квадратного поперечного сечения (305 X 305 мм). [c.294]

Многочисленные исследования перемешивания газа в псевдоожиженных слоях проводили с помощью трасеров. В большинстве случаев при этом не были зафиксированы все сведения (например, по размерам пузырей), необходимые для убедительной проверки различных моделей. Таким образом, в задачу предстоящих исследований входит накопление более представительных данных. Результаты некоторых исследований были интерпретированы исходя из диффузии, наложенной на поток в режиме идеального вытеснения. [c.300]

Рис. УП-28. Обратное перемешивание газа в псевдоожиженных слоях (Д = 152 мм) частиц разных размеров Концентрации измерялись в плоскости, расположенной на 23 см ниже точки ввода трасера.

Продольное перемешивание исследовали также с помощью синусоидального и импульсного входных сигналов в качестве трасера использовали флуоресцирующие красители. Псевдоояшжению водой в трубе днаиетрои 50,8 им подвергали стеклянные, алюминиевые и стальные шарики размером [c.65]

Элемент жидкости (или частиц трасера), находящийся на пути поднимающегося шара впереди него, чувствует приближение возмущения через поле давления, движущееся перед шаром. Чтобы пропустить шар, этот элемент начинает двигаться вперед и в сторону. Он постепенно смещается в сторону на расстояние, достаточное, чтобы пропустить шар, а затем движется внутрь и снова немного вперед, чтобы заполнить пространство, освобож- [c.148]

Частицы за поднимающимся пузырем образуют след, по форме очень похожий на кильватерную струю жидкости за движущемся в ней твердым шаром при числах Рейнольдса в пределах 1—100. Аналогичный эффект наблюдается и при подъеме крупных газовых пузырей в капельной жидкости. Такие пузыри имеют сферическую лобовую часть и кильватерный угол приблизительно 110°г если поверхность сферы продолжить ниже пузыря, то полученный дополнительный объем будет приблизительно равен объему жидкости, поднимающейся вместе с пузырем. Это явление наблюдалИг используя метод трасера однако границы пузыря были весьма расплывчатыми и нестабильными из-за действия вязкостных сил на границе между кильватерной зоной и остальной жидкостью. [c.151]

Маленькая порция инжектируемого газообразного трасера должна двигаться по определенной траектории. Относительно пузыря она будет двигаться по линии тока. Вторая порщгя газа, вводимая чуть позже, должна двигаться по несколько иной траектории, так как к моменту ввода в слой этой порции газа линия тока уже находится в новом положении. Газообразный трасер инжектируется непрерывно, поэтому его след показывает мгновенные положения всех элементов газа, поданных из инжектора. Этот след называется трассой (81еак11пе), ее форма ц положение могут быть вычислены при известных линиях тока только с помощью численного интегрирования по времени [c.159]

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]

Среди ранних исследований заслуживают внимания работы, выполненные в Массачусетском технологическом институте Джиллиленд и Мазон вводили газ-трасер в псевдоожиженные слои диаметром 25 и 76 мм через пятимиллиметровую трубку, расположенную по оси потока. В первом аппарате высоту слоя варьировали в пределах 0,91—1,22 м, во втором она составляла 1,83 м. В последнем случае точка ввода меченого газа находилась на уровне 0,76 м от верхней границы слоя в качестве твердых частиц использовали микросферический катализатор крекинга размером 70—210 мкм и стеклянные шарики диаметром 150 мкм. [c.255]

Концентрация трасера в пробах, отобранных над точкой его ввода, превышает среднюю концентрацию Сд, поскольку трасер не полностью перемешивается с газом, проходящим через ело й. Авторов не удовлетворяла техника отбора проб газа (при высоких скоростях газа пробоотборник обычно на длительное время обво- [c.256]

Рис. УП-4. Кривые отклика на ступенчатое возмущение концентрации газа-трасера, полученные в слоях стеклянных шарщсов а — при постоянной скорости газа ( 7 = 11,6 см/с) б — при прстояндом размере

Де Мария и Лонгфильд на входе газа в псевдоожиженные слои подавали ступенчатый импульс газа-трасера, равномерно распределяя его по всему поперечному сечению аппаратов диаметром 102, 710, 2130, 3960 мм. Последние два аппарата былп снабжены внутренними нагревательными элементами. Авторы обнаружили весьма заметное повышение эффективного коэффициента осевой диффузии с увеличением диаметра так, для слоя диаметром 3960 мм он был примерно в 30 раз выше, чем для слоя диаметром 25,4 мм. [c.260]

Существование прямотока, очевидно, возможно только при сравнительно малых значениях /с1- Более высокие скорости (нанример, UIUmf 5) приводят к появлению обратного перемешивания. В этих случаях для изучения процесса удобен экспе-римент С газом-трасером, вводимым равномерно по всему поперечному сечению чуть ниже свободной поверхности слоя и создающим в непрерывной фазе концентрацию Срц. Как показывают измерения, концентрация газа-трасера по мере его удаления от точки ввода убывает по направлению к основанию слоя (рис. УЦ-15). [c.270]

Кварц псевдоожижали атмосферным воздухом в цилиндрических аппаратах диаметром 100, 150, 300, 600 и 1500-мм. Аппараты малых размеров были снабжены перфорированными газораспределительными решетками, а большие аппараты — ситча-тыми и колпачковыми тарелками. Распределение времени пребывания определяли импульсным методом с водородом в качестве газа-трасера. В сепарационную зону над слоем был помещен пропеллер так, что можно было оценить влияние объема этой зоны на общее распределение времени пребывания. Типичные кривые отклика на пмпульсное возмущение показаны на рис. УП-16. [c.274]

Экспериментальные данные по рассматриваемому войросу весьма скудны. Имеются сведения о массообмене в системе с частицами высокой адсорбционной способности. Дэвис и Ричардсон вводили пузыри с газом-трасером, отбирали пробы газа в слое с постоянной скоростью и при этом получили плоские профили концентраций. Стефенс, Синклер и Поттер создавали в минимально псевдоожиженном слое осевой поток пузырей с газом-трасером, вводя его через отверстие в распределительной решетке, и определяли радиальные концентрационные профили. В слое диаметром 51 мм профили были плоскими, однако в слое диаметром 152 мм появились радиальные градиенты концентраций (рис. УП-21), причем мелким частицам соответствовали относительно пологие профили, а крупным — весьма заметные градиенты концентраций. [c.291]

Рис. УП-22. Изиененая сре двей концентрации в непрерывной фазе по высоте слоя при постоянной скорости ввода пузырей газа-трасера (6,71 си/с) для частиц различных размеров

Автору главы остались неизвестными работы по переыешиванню, выполненные с помощью меченых частиц и газа-трасера московскими, ленинградскими, минскими, новосибирскими и Другими советскими исследователями. Некоторые из зтих работ описаны в изданных в ССХ2Р монографиях (10—13]. — Прим. ред. [c.297]

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]

Шюгерль определял значение Еал, применяя импульсный метод ввода трасера равномерно по всему поперечному сечению, а значение Ев VI Ев — используя стационарную подачу трасера через узкую трубку. Он измерял при этом профили концентраций трасера ниже и выше точки его ввода (детали метода содержатся в оригинальной работе ). [c.301]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология