Псевдоожиженный слой жидкостью

Поскольку псевдоожиженный слой по свойствам напоминает капельную жидкость, для определения его реологических характеристик могут быть использованы некоторые стандартные [c.228]

При измерении лобового сопротивления частиц различного размера и ориентации, находящихся в жидкости, было найдено что для данных скорости потока и общей порозности слоя сила лобового сопротивления уменьшается при агрегировании частиц. В псевдоожиженном слое это приводит к возникновению агрегатов и каналов при низкой порозности и при низких скоростях ожижающего агента, когда турбулентность в системе недостаточна для разрушения этих агрегатов. [c.63]

Применительно к аппаратам кристаллизации, в однородном псевдоожиженном слое жидкость — твердое тело дисперсная [c.56]

РИС. 5-35. Узел подачи в псевдоожиженный слой жидкости, ретура и теплоносителя [c.177]

Как правило, при таком подходе удобнее обратить задачу, т. е. жидкость в целом считать неподвижной, а ансамбль шаров — движущимся с постоянной скоростью сквозь жидкость в противоположном направлении. При этом становится возможным с единой точки зрения описывать как течение жидкости сквозь неподвижный или псевдоожиженный слой, так и реальное стесненное оседание концентрированных суспензий. [c.39]

В секционированных колонных аппаратах взаимодействующие потоки контактируют преимущественно путем барботажа диспергированной газовой (паровой) или жидкой фазы через слой жидкости. При осуществлении гетерогенных процессов с твердой фазой (каталитические реакции, адсорбция, ионообмен, высушивание влажных сыпучих материалов) взаимодействующий поток жидкости или газа проходит (фильтруется) через слой твердых частиц, расположенный на распределительном устройстве каждой секции. Этот слой может находиться в неподвижном или псевдоожижен-ном состоянии, в зависимости от характера и условий протекающего процесса. [c.14]

Сырье установки смешивается с циркуляционным и свежим водородсодержащим газом, и газосырьевая смесь нагревается последовательно в теплообменнике 6 и змеевиках нагревательной печи 5. Нагретая смесь поступает в низ реакторов 2 и 3 через распределительные решетки, обеспечивающие равномерное распределение жидкости и газа в поперечном сечении реактора. Для создания псевдоожиженного слоя в низ реакторов вводят рециркулят. [c.49]

Иногда, например в случае реакторов с неподвижным, движущимся или псевдоожиженным слоем, для проведения реакций, протекающих в жидкости (газе), удобнее относить скорость реакции к единице объема реактора [c.205]

ТОГО, такой способ удобен, когда на каждой ступени необходимо хорошо перемешивать реагенты, имеющие тенденцию к разделению, и обеспечить непрерывность движения потоков (например, для систем жидкость —газ в дистилляционных колоннах или для систем твердое тело — газ в многоступенчатых каскадах аппаратов с псевдоожиженным слоем). [c.426]

Важной особенностью этого уравнения является то, что оно учитывает отношение высоты слоя к диаметру аппарата L Dt Коэффициент теплоотдачи к поверхности частиц в псевдоожиженном слое. Ввиду затруднительности определения температуры отдельных небольших движущихся частиц не удалось добиться серьезного успеха в измерении теплопередачи между взвешенными частицами и жидкостью. [c.273]

Известно много методов, пригодных для определения реологических свойств жидкости, но только немногие из них дают истинную величину ее текучести. Это методы — капиллярный, падающего шара, Куэтта и крутильного маятника. В настоящее время уравнение течений, исходя из диаграммы сдвига, может быть написано только применительно к двум методам капиллярному и Куэтта Капиллярный вискозиметр нельзя использовать в псевдоожиженных системах из-за неблагоприятного пристеночного эффекта в капиллярах. Вискозиметр Куэтта может быть использован при соблюдении ряда важных условий (см. ниже). В случае вискозиметров (с падающим шаром и крутильного) не удается по диаграмме сдвига составить общее уравнение течения (известны лишь частные решения ). Добавим, что в вискозиметрах с падающим шаром очень велик пристеночный эффект. Кроме того, следует учитывать значительное нарушение структуры псевдоожиженного слоя вблизи лобовой поверхности движущегося шара . [c.229]

Типичные значения 0 для газовых молекул близки к 0,41, для псевдоожиженных систем — 0,96—0,97. Такие высокие значения 0 объясняются наличием вязкой жидкости между твердыми частицами в псевдоожиженном слое . [c.67]

Образование газовых пузырей сходно с кипением капельной жидкости в двух аспектах движение твердых частиц соответствует молекулярному движению жидкости, а их унос — процессу испарения жидкости. Вопросы аналогии, между псевдоожиженным слоем и капельной жидкостью разрабатывались Гельпериным и Айнштейном и подробно изложены в главе XI роль температуры в этой вполне очевидной аналогии i играет скорость газа. Псевдоожиженный слой, содержащий большое число явно выраженных пузырей, часто называют кипящим слоем [c.122]

Псевдоожиженный слой с газообразным ожижающим агентом имеет одно важное и очевидное отличие от кипящей жидкости — он непрозрачен, поэтому пузыри в обычных условиях нельзя наблюдать визуально. Детальные сведения [c.122]

Как и в жидкости, двухмерные и трехмерные пузыри в псевдоожиженном слое по форме в точности не совпадают. Двухмерные пузыри редко бывают круглыми, чаще — эллиптическими с вертикальной осью, нередко вдвое превышающей горизонтальную. Кильватерная зона у двухмерного пузыря всегда меньше и может практически отсутствовать. Это опять-таки связано с псевдо-вязкими силами между частицами в двухмерном слое сопротивление движению пузыря создается в основном за счет влияния стенки. На фото 1У-6 и IV- сравниваются двухмерный и трехмерный пузыри, образующиеся в одном и том же материале. На фотоснимках двухмерных пузырей всегда видны твердые частицы внутри пузыря, но имеются весьма убедительные доказательства, что эти частицы. располагаются только на стенках пузыря в виде своего рода адсорбированной пленки. Кроме того, часто наблюдаются пальцы . [c.136]

Эта картина не совсем точна пузыри, прорывающие поверхность псевдоожиженного слоя, лопаются (как и в капельной жидкости), обусловливая выброс ( брызги ) твердого материала в пространство над слоем. — Прим. р/ д. [c.136]

Если исходить из аналогии между капельными жидкостями и псевдоожиженными системами, то уравнение в форме (IV,1) более пригодно, чем уравнение (IV,2). Дело в том, что в псевдоожиженном слое объем не может быть просто измерен кроме того, известно, что в слое наблюдаются колебания геометрической [c.139]

Радиус и скорость пузыря в двухмерных слоях легко точно измерить, но таких данных, по-видимому, недостаточно для предсказания поведения трехмерного пузыря. Хорошо известно что при одинаковом фронтальном радиусе двух- и трех- мерные пузыри имеют неодинаковую скорость подъема в капельной жидкости есть все основания предполагать, что такая же разница существует и в случае псевдоожиженного слоя. [c.142]

Представленная картина не совпадает с нарисованной для капельных жидкостей возможно, что и в случае твердых частиц образование кильватерной зоны вызвано силами Бернулли. Кроме того, в псевдоожиженном слое существенную роль может также играть поток ожижающего агента через основание пузыря, способствующий образованию вогнутой нижней границы. Не исключено, что этот поток является одной из причин несовпадения кильватерного угла пузыря при его движении в капельной жидкости и псевдоожиженном слое. — Прим. ред. [c.152]

На рис. V- представлены две разновидности поршневого псевдоожиженного слоя. В слое типа А, свойства которого рассматриваются в данной главе, газовый пузырь поднимается в среде твердых частиц, опускающихся по обеим его сторонам (рис. Л,А). Коалесцируя выше распределительной решетки, пузыри образуют пробки, поднимающиеся с равномерными интервалами и разделяющие весь слой на чередующиеся участки плотной и разбавленной фаз. Такое поведение псевдоожиженного слоя аналогично поведению системы газ — жидкость, и ниже будет показано, что основные поло жения теории таких систем применимы и к псевдоожиженному слою. [c.170]

Анализ экспериментальных данных о скоростях подъема газовых пробок в жидкости и в однородном псевдоожиженном слое показал, что изложенная выше теория невязкого движения вокруг изолированной поднимающейся пробки удовлетворительно согласуется почти со всеми опубликованными данными как для двухмерного, так и для осесимметричного потока. В табл. V- приведены данные для систем (в состоянии минимального псевдоожижения), полученные либо в опытах с инжекцией одиночных пузырей , либо путем измерения скорости поршня при V = = В общем данные для труб, приведенные в табл. V- , [c.175]

На фото У-1, а показана рентгенограмма газовой пробки в псевдоожиженном слое песка . На фото У-1, б и У-1, в демонстрируются фотографии двухмерных газовых пробок двуокиси азота при минимальном псевдоожиженном слое стеклянных сфер полученные методом Роу Величины радиусов кривизны для вершины этих поршней, приведенные в табл. У-З, удовлетворительно совпадают как с расчетными значениями, так и с опытными данными для газовых пробок в жидкостях. [c.182]

Устойчивость решений систем уравнений вертикального дисперсного потока при различных способах записи силы межфазного взаимодействия с учетом давления в твердой фазе и касательных напряжений и без него для одномерных и многомерных возмущений исследовалась в ряде работ. Вначале это было сделано применительно к движению фаз в псевдоожиженном слое [136, 179—183], а впоследствии — применительно к отстаиванию суспензий [184-186] и движению пузырьков в жидкости [187, 188]. Вьгеод, который был сделан всеми исследователями, однозначен система дает расходящиеся во времени решения, т. е. иными словами, вертикальный дисперсный поток неустойчив. [c.134]

Действительно, давно было замечено, что при ожижении твердых частиц газами псевдоожиженный слой не однороден [189]. Он представляет собой слой взвешенных частиц с достаточно низкой порозностью, в котором поднимаются заполненные газом свободные от частиц полости, получившие название пузырей. Во время подъема пузыри могут увеличиваться в размерах, коалесцировать, что иногда приводит к образованию поршневого режима псевдоожижения, представляющего собой чередование сгустков частиц и газовых полостей, занимающих все сечение аппарата. Поршневой режим движения твердой фазы наблюдается также и при транспортировании твердых частиц газом в вертикальных трубах. Ряд авторов, первым из которых бьш, по-видимому, Уоллис [94], вьщвинули предположение, согласно которому пузыри и поршни являются следствием нарастания всегда присутствующих в потоке малых возмущений порозности. Однако в экспериментах неустойчивость наблюдается далеко не во всех дисперсных потоках. Так, ожи-жаемые жидкостью слои небольших твердых частиц из не слишком плотного материала однородны. Опыты по ожижению частиц газами при высоком давлении указьгеают на явный переход от однородного режима псевдоожижения к пузырьковому в случае увеличения скорости газа [190]. Не наблюдаются неоднородности и при движении небольших капель и пузырей в жидкостях. [c.134]

Существовавшие теории, относящиеся в основном к псевдоожиженным слоям, не могли дать удовлетворительного объяснения наблюдаемым явлениям. Резуттьтаты, полученные Андерсоном и Джексоном [181], которые провели расчеты скоростей роста возмущений порозности в различных псевдоожиженных слоях, показывали, что в системах газ — твердое тело возмущения растут значительно быстрее, чем в системах жидкость - твердое тело. Однако объяснить, почему в слоях, ожижаемых жидкостью, пузыри не возникают даже при очень большой высоте слоя, они не могли [189]. Вместе с тем, в ряде работ [152, 185, 186, 191] было 134 [c.134]

Определение коэффициента псевдотурбулентной диффузии проводилось только для псевдрожиженных слоев. Предпринимались как экспериментальные [197-200], так и теоретические исследования [201, 202]. Тем не менее, достаточно надежные корреляции для определения зависимости (2.186) в настоящее время отсутствуют. По данным [199], для псевдоожиженных слоев, ожижаемых жидкостью, коэффициент псевдотурбулентной диффузии изменяется в пределах 0,61-10 - [c.145]

Обработка твердых продуктов имеет свои особенности. В твердой фазе тепло- и массобмен идет значительно медленнее, чем в газе или жидкости, и для его интенсификации необходимо уменьшение размеров частиц и хорошее перемешивание, поэтому материалы, если это возможно, измельчают до пылевидного состояния. Производительность аппаратов для обработки твердых материалов в значительной степени определяется интенсивностью перемешивания и размерами частиц. Для процессов в твердой фазе применяют следующие основные типы аппаратов вращающиеся барабанные, с псевдоожиженным слоем и перемешивающими лопастями (гребковые). [c.168]

Рассмотрены вопросы устойчивости и автотермичности реакторов, расчета оптимальных режимов. В качестве примеров для изучения взяты реакторы с неподвижным слоем, прежде всего реакторы для синтеза аммиака и окисления двуокиси серы, играющие наиболее важную роль в химической промышленности. Приведены также расчеты реакторов с псевдоожиженным слоем (основы теории псевдоожил ення являются предметом ряда специальных монографий и здесь не излагаются). Из контактных аппаратов других типов приведены колонны Кёлбела с катализатором, суспендированным в жидкости. В книге не рассматривались реакции, осуществляющиеся в жидкой фазе с взвешенным в ней катализатором. В конце книги кратко излагаются вопросы оптимизации реакторов, а также применения электронно-вычислительных и аналоговых машин. [c.10]

В одной из ранних работ для качественной характеристики физического состояния системы были введены термины однородное и неоднородное псевдоожижение. Пусть при повышении скорости ожижающего агента слой может непрерывно расширяться за счет равномерного увеличения промежутков между частицами до тех пор, пока в аппарате не останется единичная частица в этом случае говорят об однородном псевдоожижении. Если, наоборот, при скоростях, превышающих скорость начала псевдоожижения, о жижающий агент движется через слой в виде пузырей (примерно так же, как газ через слой жидкости), то псевдоожижение называют неоднородным. Различие между неоднородным и однородным псевдоожижением легко продемонстрировать, сравнивая поведение слоя стеклянных шариков размером около 0,5 мм, псевдоожижая их воздухом или водой. В нервом случае псевдоожижение будет неоднородным, во втором — однородным. В общем, различие между однородными и неоднородными системами обусловлено разницей в свойствах капельных жидкостей и газов. Последующие работы показали, однако, что в некоторых особых условиях (например, для систем вода — вольфрамовые частицы ) неоднородное псевдоожижение наблюдается в системах жидкость — твердые частицы и, наоборот, для систем газ — твердые частицы (например, ожижение пластмассовых микросфер сжатой двуокисью углерода ) характерно однородное псевдоожижение. [c.24]

Широкое теоретическое и экспериментальное изучение явления образования пузырей при истечении из единичного отверстия в жидкостях и псевдоожиженных системах было проведено Дэвидсоном и Харрисоном Они показали, что в исследованном Харрисоном и Льюнгом диапазоне объемы пузырей, образующихся в псевдоожиженном слое мелких частиц и в жидкости, близко совпадают при o7 инaкoвыx диаметрах отверстия и расходах газа. Эти данные, однако, относятся к скоростям в отверстиях, по крайней мере, на порядок меньшим, чем необходимо на практике для обеспечения нормального газораспределения в решетках с множеством отверстий. Как показано Зенцем вход газа в псевдоожиженный слой при практически интересных скоростях следует совершенно иным закономерностям. Данные Харрисона и Льюнга, если их представить в координатах рис. 1-8, укладываются на [c.28]

Движение пузырей в системах газ — жидкость и газ — псевдоожиженный слой происходит, таким образом, по одинаковым законам. Это с очевидностью следует из того факта, что зависимость скорости нисходящего движения твердых частиц в кольцевом слое йокруг пузыря была получена из эксперимента по истечению псевдоожиженных твердых частиц из отверстий. Для корреляции данных было использовано обычное для жидкостей выражение [c.31]

Если скорость газового (жидкостного), потока (ожижающего авента) превышает минимальную величину, необходимую для возникновения псевдоожиженного слоя, то либо последний продолжает расширяться за счет увеличения среднего расстояния между твердыми частицами, либо избыток ожижающего агента проходит через слой в виде пузырей, образуя двухфазную систему. Эти два вида псевдоожижения можно соответетмнно рассматривать как однородное и неоднородное. Однородное псевдоожижение наблюдается, как правило, в системах жидкость — твердое тело , а также чгаз — твердое тело — при очень малых размерах твердых частиц и в овраниченном интервале скоростей. Неоднородное псевдоожижение характерно для всех других систем газ — твердое тело , а иногда — в случае высокой плотности твердых частиц и для жидкостного псевдоожижения. [c.37]

Псевдоожиженный слой образуется при увеличении скорости восходящего потока ожижающего агента через неподвижный слой. Следовательно, можно предположить, что при скорости начала псевдоожижения к псевдоож иже иному слою применимы закономерности, справедливые для неподвижного. Если же слой расширился до порозности, близкой к единице, и состоит преимущественно из одиночных изолированных частиц, взвешенных в потоке ожижающего агента, то любая зависимость для псевдоожиженного слоя при экстраполировании должна оказаться применимой к одиночной частице. В промежуточных условиях однородный псевдоожиженный слой по своим гидродинамическим свойствам в известной степени подобен отстаивающейся суспензии. При этом в однородном псевдоожиженном слое частицы в целом не перемещаются относительно стенок аппарата, они поддерживаются восходящим потоком ожижающего агента. В оседающей суспензии твердые частицы непрерывно движутся вниз, а движение жидкости обусловлено ее вытеснением оседающими твердыми частицами. Можно предположить, что зависимости скорость — пороаность для оседающей суспензии и однородного псевдоожиженного слоя окажутся сходными. [c.38]

Ufs — скорость полного псевдоожижения слоя Ui — значение i/ при порозности, равной 1 и mb — скорость в момент возникнояевия пузырей Umf— скорость начала псевдоожижения Uf — скорость витания частицы Uf — скорость жидкости в поровом канале е — порозность слоя бть — порозность слоя при скорости в момент возникровения пузырей [c.69]

Образование газовых пузырей является наиболее поразительным свойством псевдоожиженного слоя с газообразным ожижающим агентом. Это явление легко обнаруживается при визуальном наблюдении и достаточно хорошо извест,но. Кроме особых случаев foHu будут рассмотрены позднее), при псевдоожижении газом всех зернистых материалов возникают пузыри, как и при кипении капельной жидкости. Интенсивность этого процесса возрастает с повышением скорости газа. При увеличении последней все большее числа частиц уносится из слоя, а по достижении предельной скорости витания (т. е. скорости уноса наиболее крупных частиц) полностью уносится весь слой. [c.122]

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 исклю-чениел пальцев , спускающихся с крыши пузыря и частиц из кильватерной зоны в его основании. [c.133]

Гораздо большие деформации наблюдаются при сближении пузырей друг с другом, со стенками аппарата или поверхностями деталей внутри слоя. В этом отношении пузыри ведут себя в псевдоожиженном слое примерно так же, как в капельной жидкости. Невозможно исчерпываюш е описать искажения, вызываемые стенками аппарата или деталями внутри слоя, но, в основном, их обычно можно представить по аналогии с пузырями в капельной жидкости. [c.135]

Подобно газовым пузырям в жидкости, в псевдоожиженном слое пузыри стремятся удлиниться при приближении к поверхности, так что измерения, сделанные сверху, могут привести к систематическим ошибкам. Кроме того, диаметр вспучивания поверхности при подходе пузыря (см. фото IV- ) не обязательно совпадает с диаметром пузыря. В псевдоожиженном слое пузыри разрушаются не под действием сил поверхностного натяжения, как газовые пузыри, достигающие свободной поверхности капельной жидкости, а преимущественно в результате обрушения твердых частиц с крышЕГ нузыря в образующийся кратер . [c.136]

Дэвидсон и Харрисон предложили простую теорию стабильности пузырей, предсказывающую, в частности, существование минимального размера стабильного пузыря и позволяющую оценить порядок его величины. Вкратце теория предполагает, что при скорости потока сжижающего агента, превышающей скорость витания твердых частиц, последние будут захватываться из кильватерной зоны нижней частью нузыря и разрушать его. Нельзя отрицать возможность разрушения пузырей по такой схеме однако авторы предполагают (по аналогии с пузырями в капельной жидкости), что скорость ожижающего агента имеет тот же порядок величины, что и скорость пузыря. Как будет показано ниже, в псевдоожиженном слое с барботажем пузырей скорость ожижающего агента имеет тот же порядок, что и скорость начала псевдоожижения (примерно 311 ), и не зависит от скорости пузырей . [c.138]

Пузыри, поднимающиеся в псевдоожиженном слое, окружены ламинарно обтекающими их твердыми частицами подобно тому, как это происходит при подъеме их в обычной капельной жидкости. Движение такого типа обязательно сопровождается перемещением вверх твердых частиц, расположенных вдоль вертикальной оси траектории пузыря, и соответствующим опусканием остального твердого материала. Кроме того, пузыри несут в кильватерной зоне (определяющей их форму) твердые частицы находящиеся в основании сферы. Кильватерная зона по мере движения нузыря обменивается частицами с остальньпи слоем и в конечном итоге оставляет их на свободной поверхности при ее прорыве пузырем . Такой основной механизм перемешивания твердых частиц, и обычно здесь полностью отсутствует диффузия отдельных частиц. [c.147]

Если сплошная фаза ведет себя как идеальная (невяэкая) жидкость, то скорость подъема газовой пробки, введенной в псевдоожиженный слой, который находится в условиях начала псевдоожижения, должна соответствовать теории движения поршня в трубе, заполненной жидкостью. [c.173]

От указанных недостатков в значительной мере свободен частотный метод определения вязкости псевдоожиженных систем, разработанный и реализованный в МИТХТ [2, 3]. Он состоит в наложении на псевдоожиженную снстему неустановившегося (но квазистационарного) возмущающего воздействия (предпочтительнее — медленных гармонических колебаний). Здесь возможно возвратно-поступательное движение двух плоских пластин или вращательное (реверсивное) движение соосных цилиндров с исевдоожижен-ным слоем между пластинами или цилиндрами. Как частный случай, наиболее удобный на практике, может быть использован одиночный цилиндр. Теоретический анализ позволил получить амплитудно-фазовые характеристики, по измеренным локальным значениям которых можно рассчитать кажущуюся вязкость псевдоожиженной системы или истинную вязкость капельной жидкости. Поскольку использование амплитудно-частотных характеристик связано с необходимостью предварительной калибровки прибора, вязкость псевдоожиженного слоя практически определяли по фазово-частотыым характеристикам, получаемым при размещении в слое миниатюрных тензодатчиков (их калибровка не требуется) на фиксированных расстояниях от оси цилиндра. По осциллограммам с тензодатчиков легко найти запаздывание одних слоев системы относительно других и рассчитать кинематическую вязкость псевдоожиженного слоя. — Доп. ред. [c.230]