Размер области циркуляции газа

Зная функцию тока твердой фазы, при помощи метода Мюррея, можно, используя уравнение (4.4-22), найти функцию тока газа и рассчитать размеры области циркуляции газа для различных значений отношения скорости пузыря к скорости газа вдали от пузыря. Оказывается, что рассчитанные траектории твердых частиц и размеры области циркуляции слабо зависят от выбора размеров зоны, в которой происходит движение твердых частиц. Однако следует отметить, что модель Габора не учитывает тот факт, что около поверхности газового пузыря имеется область повышенной порозности (см. модель Джексона).. Как отмечается в работе [95], было бы желательно усовершенствовать эту модель таким образом, чтобы учесть упругие свойства плотной фазы псевдоожиженного слоя. [c.176]

Результаты теоретического исследования движения газовых пузырей в псевдоожиженном слое могут быть сопостав лены с экс- периментальными данными. При этой экспериментальные данные представляют собой [32, с. 74] результаты исследования скорости подъема газовых пузырей в псевдоожиженном слое, распределения давления газа и порозности псевдоожиженного слоя вблизи пузыря, формы, размеров и расположения области циркуляции, газа около пузыря. [c.140]

Рис. 12. Зависимость размеров области циркуляции газа от скорости двумерного пузыря. Кривая / рассчитана на основе теории Дэвидсона кривая 2 — на основе теории Мюррея точки — экспериментальные данные.

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]

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 размеров областей циркуляции газа и движения газа в этих областях. В тех моделях, где допускается наличие областей циркуляции 1 Ьза, связанных с пузырями, используется тэ или иная теории движения газа в окрестности пузыря. Обычно используется теория Дэвидсона [32, с. 333 67, с. 373 140 156—159]. В отдельных работах [136] применяется теория Мюррея. [c.210]

В данном разделе будет приведена математическая модель неизотермического химического реактора, предложенная в работе [169]. Рассматривается случай, когда твердые частицы непрерывно вводятся в реактор с псевдоожиженным слоем и выводятся из него. Предполагается, что твердые частицы имеют одинаковый размер, форму и физические характеристики. Используется допущение о том, что твердые частицы достаточно малы и сопротивлением тепло- и массопереносу внутри частиц можно пренебречь, а также, что псевдоожиженный слой можно разбить на две фазы газовые пузыри и плотную фазу слоя. Считается, что можно пренебречь изменением физических характеристик газа в результате изменения концентрации реагента и температуры газа и той частью объема псевдоожиженного слоя, которая занята расположенными вне газовых пузырей частями областей циркуляции газа. Предполагается, что весь газ сверх количества, необходимого Для минимального псевдоожижения, проходит через слой в виде пузырей, т. е. [c.235]

При построении математической модели, рассматриваемой в данном разделе, используется ряд упрощающих предположений. Первая группа этих предположений касается структуры неоднородного псевдоожиженного слоя. Данная модель разработана для таких псевдоожиженных слоев, в которых скорость подъема газовых пузырей превышает скорость газа в промежутках между твердыми частицами вдали от пузырей. Как было показано в гл. 4, в этом случае образуется связанная с пузырем область циркуляции газа, размеры которой зависят от скорости подъема пузыря. В связи с этим предполагается, что весь газ, поступающий в псевдоожиженный слой, распределяется между двумя фазами, одна из которых образована областями циркуляции газа, связанными с газовыми пузырями, а другая представляет собой остальную часть псевдоожиженного слоя. Между двумя фазами слоя непрерывно происходит обмен целевым компонентом. Введем следующие обозначения 0 —расход газа, проходящего через слой внутри областей циркуляции газа, связанных с газовыми пузырями 0 — расход газа в плотной фазе слоя вне областей циркуляции газа [c.213]

Размеры и форма области циркуляции газа, связанной с газовым пузырем, могут быть рассчитаны при помощи моделей Дэвидсона, Джексона или Мюррея движения газовых пузырей, изложенных в гл. 4. Однако в этих моделях не принимается во внимание наличие кильватерной зоны позади пузыря. Партридж и Роу [136] предполагали, что область циркуляции газа имеет [c.213]

При записи соотношения (6.2-11) предполагается, что изменением концентрации целевого компонента в плотной фазе слоя за пределами областей циркуляции газа в окрестности областей циркуляции газа можно пренебречь. В дальнейшем будет предполагаться, что величины с . и зависят только от вертикальной. координаты X. При этом допускается, что концентрации й изменяются на масштабах, превосходящих размеры газовых пузырей. [c.216]

Получим теперь соотношение, связывающее величины и б. Предполагается, что газовые пузыри имеют достаточно большие размеры и следовательно достаточно большую скорость подъема. В этом случае та часть области циркуляции газа, которая расположена вне пузыря, имеет пренебрежимо малые размеры. Поэтому вертикальная составляющая средней скорости газа, находящегося в газовых пузырях, совпадает со скоростью подъема пузырей. Из -материального баланса по газу для элемента слоя следует [c.225]

Результаты экспериментального исследования размеров области замкнутой циркуляции газа, образующейся около газового пузыря при условии b i, > Vf° имеются, например, в работах [32, с. 122 93]. На рис. 12 показано сопоставление теоретически рассчитанных размеров области и размеров, найденных экспериментально [32, с. 122]. Эти данные указывают на. хорошее совпадение теоретических и экспериментальных результатов. [c.141]

Даются расчетные значения механического недожога (кривые 3). Как видно, расчет и опыт согласуются между собой. Обращает на себя внимание резкое выгорание топлива и кислорода в начале факела. Это связано с быстрым выгоранием мелких частиц топлива (и летучих). Из-за выгорания мелких частиц пыль в начале факела угрубляется. Большое расходование кислорода в начале факела приводит к тому, что крупным частицам, определяющим механический недожог, приходится гореть в обедненной кислородом атмосфере (и вдобавок, в области понижающейся температуры). Это затягивает горение. Расчеты показывают, что для уменьшения механического недожога в два раза время горения пыли нужно увеличить по крайней мере в полтора раза. Таким образом, трудно уменьшить механический недожог увеличением размеров топочной камеры или понижением теплового напряжения топочного объема. Для ликвидации указанного органического недостатка прямоточного пылеугольного факела необходим переход к процессу с многократной циркуляцией топливных частиц, т. е. к процессу с многократным возращением крупных частиц в корень факела. Примером такого рода топки может служить известная вихревая топка А. А. Шершнева для торфа и бурых углей (рис. 9-15). В. В. Померанцевым и Н. В. Головановым была предложена схема топки с более четкой реализацией рассматриваемого принципа (рис. 9-16). При резком развороте газов на выходе из топки несгоревшие крупные частицы должны по инерции выпадать из ухо- [c.217]

В работе Коллинза [99, 1965, с. 747] рассматривается двумерная задача о движении ряда одинаковых пузырей, расположенных на одной горизонтальной линии. Эта задача эквивалентна задаче о движении, сферического пузыря между двумя параллельными стенками. В том случае, когда скорость подъема пузырей превосходит скорость газа вдали от пузырей, картина движения газовой и твердой фаз около пузырей подобна той, которая наблюдается, при движении одиночного газового пузыря-в псевдоожиженном слое. Однако размеры областей замкнутой циркуляции газа, связанных с пузырями, оказываются несколько меньшими, чем для случая одиночного пузыря Если -отношение скорости подъема пузырей к скорости газа вдали от пузырей меньше единицы, то при достижении некоторого критического значения этого отношения возникает такая ситуация, когда весь поток газа проходит через пузыри. В упомянутой выше работе вычислено критическое значение этого отношения в зависимости от значения отношения радиуса пузыря к расстоянию между пузырями. Отметим, что в этой работе для описания движения газовой и твердой фаз использовался подход Дэвидсона. [c.157]

Здесь t /, и VfQ составляющие скорости газа в сферической системе координат, которые могут быть вычислены при помощи формул (4.2-25), (4.2-26). Оценивая порядок величин в уравнении (5.2-6) с учетом того, что толщина диффузионного пограничного слоя много меньше размеров области замкнутой циркуляции газа, нетрудно убедиться в том, что вторым слагаемым в правой части уравнения (5.2-6) можно пренебречь по сравнению с первым слагаемым в правой части. В результате уравнение (5.2-6) упрощается и принимает следующий вид [c.189]

В реактор поступал практически чистый бутан. Объемная скорость по бутану на всех изученных контактах поддерживалась постоянной — 1000 ч- , соотношение пар газ составляло 4 1 циркуляция реакционной смеси — 2000 л ч объем катализатора — 4 мл размер зерен 1—3 мм. Опытами с разной крупностью гранул показано наличие кинетической области в условиях испытания образцов. Анализ состава конвертированного газа осуществлялся на хроматографе ХЛ-4. [c.110]

Увеличение размеров пузырька приводит к тому, что между пузырьком и жидкостью образуется большая межфазная поверхность, вследствие чего приводится в движение по направлению к свободной поверхности все большее количество жидкости. Конус течения поэтому также расширяется по направлению к свободной поверхности, которая в той области, где заканчивается конус течения, несколько вздута. После выхода газа на поверхность жидкость, вынесенная газом, оттекает к периферии сосуда и опускается на дно, где она снова подсасывается в конус главного потока (см. рис. 3). Повторение этого цикла обусловливает циркуляцию жидкости в сосуде через турбулентную область конуса главного потока. [c.33]

Интенсивность подвода и обмена газа вблизи частицы твердого носителя зависит от типа аппарата и способа введения газа. Наиболее пригоден для практического использования струйный подвод. Движение газа в неподвижном и псевдоожиженном слоях широко исследовано рядом авторов [85—90]. Развитие газовой струи в общем случае приводит к образованию неустойчивой поверхности раздела слоя с областью газового пузыря, его отрыву и зарождению нового. В зависимости от параметров истечения меняются размеры и частота зарождения пузырей, а также интенсивность циркуляции через них твердых частиц. Различают три режима истечения газа фильтрационный, пузырьковый и струйный, определяемые характерным соотношением размера факела и высоты слоя над ним [85]. Частный случай струйного режима — каналообразование. [c.84]

При синтезе на этом катализаторе со смесями, содержащими Н2 и СО в отношении 1 1, углеводородов 1 и Сд образуется слишком много при переходе к смесям с отношением Н2 СО = 1,5 углеводородов С и Сд образуется не больше, чем это имеет место при использовании обычных для этого процесса катализаторов. Азотированный катализатор не обнаружил заметной склонности к отложению углерода или образованию окислов при лабораторных испытаниях в течение 6 месяцев в стационарном слое (размеры гранул соответствуют 6—10 меш). Этот катализатор пока еще не испытывали в процессе с псевдоожиженным слоем. При газификации угля в кипящем слое на парокислородном дутье и соотношении весовых количеств угля, кислорода и пара, равном 1 1 0,6, получается газ синтеза 1СО + 1,5Н2 [118, 119]. Исследовательские- работы в области подбора катализаторов для процесса синтеза с циркуляцией масла показали, что некоторые железные руды после-размола до требуемого размера (20 меш), восстановления р пропитки в ва- [c.376]

Однако септики обладают существенными недостатка.ми. Их при--ходится делать очень больших размеров. Кроме того, частицы нла, увлекаемые пузырьками газа (метана, сероводорода), получающимися в результате перегнивания осадка, образуют на поверхности септика толстую корку, которая затрудняет процесс эксплуатации. Высушенные частицы ила, освобожденные от газа, снова опускаются вниз на дно. Такая циркуляция хлопьев осадка частично загрязняет уже осветленную воду. Обычно вода, выходящая из септика, насыщена сероводородом и имеет кислую реакцию. Дальнейшая очистка такой воды чрезвычайно затруднительна. По этим причинам область применения септиков в настоящее время весьма ограничена. Их можно рекомендовать для очистки сточных вод, поступающих от отдельно стоящих зданий или группы зданий (при расходе воды не более 25 м сутки), и особенно в тех случаях, когда последующей ступенью очистки сточной воды являются подземные поля фильтрации. [c.167]

Из ЭТОГО соотношения следует, что течение газа имеет разный характер при [//, > у/ и при [У/, < Линии тока ожижающего агента для этих двух случаев показаны на рис. 10. Отличительной особенностью потока газа в том случае, когда скорость подъема пузыря превышает скорость газового потока вдали от пузыря ([//, > у) )> является появление области замкнутой циркуляции газа. Как и в модели Джексона, область замкнутой циркуляции газа смещена вверх относительно экваториальной плоскости пузыря. Размеры области циркуляции газа можно охарактеризовать при помощи величины которая представляет собой радиальную координату точки поверхности этой области при 0 = я/2. Полагая в уравнении % = О, определяющем поверх-Н0СТ1/ области циркуляции газа, 0 = л/2, найдем [c.138]

При математической постановке задач, рассмотренных в данной главе, вязкость твердой фазы не учитывалась. Теория, основанная на таком предположении, позволяет получить описание многих явлений, связанных с движением газовых пузырей в псевдоожиженном слое, качественно согласующееся с экспериментальными данными. Во многих аспектах эта теория дает также и количественное согласие с экспериментальными результатами. Так, например, расчет скорости подъема газовых пузырей в псевдоожиженном слое, размеров области циркуляции газа около пузыря и некоторых других величин, характеризующих движение газовой и твердой фаз при подъеме в слое пузыря, хорошо согласуется с экспериментальными результатами [32, с. 122]. Что же касается формы пузырей, то фотографирование псевдоожиженных слоев в рентгеновских лучах показало, что газовые пузыри в псевдоожиженном слое далеко не всегда имеют ту же самую форму, что и газовые пузыри в идеальной жидкости. Этот факт указывает на то, что теоретическое предсказание формы газового пузыря в псевдоожиженном слое не может основываться на теории, не учитывающей вязкость твердой фазы псевдоожиженного слоя. В данном параграфе устанавливается связь между формой пузыря, поднимающегося в псевдоожиженном слое, и вязкостью псевдоожиженного слоя. При этом существенно используетЬя аналогия между поведением газовых пузырей в жидкости и в псевдоожиженном слое. Наблюдения показывают, что газовые пузыри достаточно большого размера как в псевдоожиженном слое, так и в жидкости имеют верхнюю часть, которую приближенно можно считать сферической. Форму таких пузырей удобно характеризовать при помощи угла а, как показано на рис. 19. Результаты измерения угла а, полученные многими исследователями для газовых пузырей в жидкости и обобщенные Грейсом [76], пока. [c.167]

Ю.А. Кныш предлагает рассматривать турбулентный вихрь как автономную динамичную систему, с присущими ему свойствами элементарного потенциального вихря, подчиняющегося законам сохранения энергии, неразрывности и циркуляции. Для определенности элементарный вихрь представим себе в виде замкнутого тороидального кольца. В момент образования такой вихрь аккумулирует в себе некоторый запас кинетической энергии . Предполагается образование турбулентных вихрей на границе раздела вынужденного и свободного вихрей. Образовавшиеся турбулентные вихри диффундируют к центру и к периферии под влиянием сил взаимодействия друг с другом и основным потоком. В периферийной области такой вихрь сжимается, угловая скорость его вращения увеличивается. В результате работы сил вязкости энергия вращения вихря превращается в тепло. В осевой области турбулентный вихрь увеличивается в размерах, угловая скорость его вращения падает. Вихрь разрушается и передает свою энергию окружающему газу, что объясняет и квазитвердое вращение потока. [c.24]

В работе [136] предполагается, что размеры газовых пузырей в слое увеличиваются с высотой как в результате каолесценции, так и в результате расширения газа, обусловленного уменьшением давления. Поскольку скорость подъема газового пузыря определяется размерами газового пузыря, то и размеры области циркуляции газа, зависящие от скорости подъема пузыря, определяются размерами газового пузыря. Следовательно, распределение газовых пузырей по размерам определяет распределение по размерам областей циркуляции газа, которое существенно влияет на протекание химической реакции в псевдоожиженном слое. Распределение газовых пузырей по размерам на данной, высоте слоя, а также изменение такого распределения с высотой, должны определяться экспериментально. В данном разделе будет изложен упрощенный вариант математической модели, в котором не будет учитываться распределение газовых пузырей по размерам. Кроме того предполагается, что расширение газа, обусловленное уменьшением давления, пренебрежимо мало. [c.213]

В аппаратах с псевдоожиженным слоем малого диаметра обычно наблюдается -поршневой режим псевдоожижения, при котором часть газа проходит через слой в виде газовых пробок- (см. рис. 14). Движение газовой и твердой фаз в окрестности газовой пробки рассматривалось в разделе 5 предыдущей главы. В данном разделе будет изложена математическая модель массообмена газовой пробки с плотной фазой псевдоожиженного слоя. Ограничимся рассмотрением таких псевдоожиженных систем, в которых скорость подъема газовой пробки значительно превышает скорость газа, необходимую для начала псевдоожижения. Такое условие выполняется для псевдоожиженных слоев, в которых твердые частицы имеют весьма малые размеры. В этом случЗе границы газового пузыря и области циркуляции газа практически совпадают. Массоперенос от газовой пробки для таких систем определяется диффузией целевого компонента. Предполагается, что концентрация целевого компонента меняется в узких областях, прилегающих к поверхности газовой пробки. Изменение концентрации целевого компонента внутри-газовой пробки и в плотной [c.200]

В моделях массообмена газового пузыря с плотной фазой псевдоожиженного. слоя необходимо также учитывать нестацио-нарность этого процесса. Процесс массообмена будет нестационарным в период установления стационарного режима. Неста-ционарность процесса массообмена может быть обусловлена также изменением размеров газового пузыря по мере его подъёмам в псевдоожиженном слое. Кроме того, к нестационарности гидромеханических полей приводит взаимодействие пузырей между собой. Нестационарные пульсационные движения фаз псевдоожиженного слоя могут приводить к дополнительному обмену целевым компонентом между областью замкнутой циркуляции газа и остальной частью слоя, а также к частичному отрыву этой области от газового пузыря. [c.185]

Экспериментальному исследованию массообмена пузыря с непрерывной фазой посвящена работа Стефенса, Синклера и Поттера [26]. В иредиоложеиии полного смешения газа в области циркуляции в [26] исследовался массообмен между областью циркуляции и непрерывной фазой слоя. Кратко опишем методику работы [261. В минимально ожиженный слой инжектировалась цепочка пузырей. Размер пузырей в процессе подъема не увеличивается. Трасер вводился в плотную фазу слоя вблизи свободной поверхности. В условиях опыта существенную роль играло обратное смешение газа. Измерялись профили концентрации в различных поперечных сечениях плотной фазы слоя. Использовалась простейшая одномерная математическая модель реактора с обратным перемешиванием (химических превращений нет). Сопоставление предсказываемого моделью продольного распределения концентрации в плотной фазе слоя с измеренным позволило определить коэффициенты массообмена пузыря с п.тотной фазой. Измеренные радиальные профили концентрации усреднялись при этом по сечению слоя. Исследовалась зависимость коэффициентов массообмена от параметров нсевдоожиженного слоя. [c.124]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология