Фонтанирование при псевдоожижении материалов

Величина критической скорости (г >нф), отвечающая переходу от фильтрационного режима к режиму фонтанирования, зависела от высоты и рода псевдоожиженного материала. [c.140]

В отличие от обычного псевдоожижения, при фонтанировании градиент давления РШх) непостоянен по высоте слоя он мал у основания и достигает максимума на свободной поверхности слоя. Перепад давления обусловлен двумя параллельными сопротивлениями фонтана с частицами, транспортируемыми в разбавленной фазе, и кольцевой зоны с нисходящим плотным слоем навстречу потоку газа. Соответствующие градиенты перепада давления на различных уровнях слоя практически одинаковы, за исключением области, примыкающей к отверстию для входа газа. В верхней части высокого слоя градиент давления приближается к значению, необходимому для взвешивания твердого материала, т. е. псевдоожижения. Если скорость газа в кольцевой зоне становится равной скорости начала псевдоожижения, то фонтанирующий слой достигает предела устойчивости это условие соответствует максимальной высоте фонтанирующего слоя. [c.621]

Полное сопротивление фонтанирующего слоя максимальной высоты эквивалентно примерно двум третям его веса (или перепада давления при псевдоожижении) у более низких слоев оно меньше. Перепад давления, необходимый для создания фонтанирующего слоя, значительно выше, чем для его поддержания, из-за дополнительной энергии, расходуемой на движение газовой струи через плотный слой зернистого материала. По этой же причине скорость газа, ниже которой фонтан разрушается (она называется скоростью начала фонтанирования), несколько ниже той, при которой неподвижный слой переходит в фонтанирующий. [c.622]

Минимальная скорость газа, при которой слой будет оставаться в состоянии фонтанирования, зависит, с одной стороны, от свойств твердой фазы и ожижающего агента и, с другой, — от геометрии слоя. В отличие от скорости начала псевдоожижения скорость начала фонтанирования Ums Для данного материала понижается с уменьшением высоты слоя и увеличением диаметра аппарата. Кроме того, на величину U влияет размер входного отверстия, хотя и незначительно. Таким образом, сравнение U со скоростью начала псевдоожижения затруднительно. В случае высоты слоя, близкой к максимально возможной при фонтанировании, скорости фонтанирования и начала псевдоожижения примерно равны. Поскольку максимальная высота слоя, способного фонтанировать, в аппаратах большого диаметра, как правило, намного больше рабочей (для пшеницы, например, в аппарате диаметром 305 мм составляет 2,75 м), то практическая потребность газа для фонтанирования в больших аппаратах часто бывает ниже , чем для псевдоожижения. [c.627]

И В процессе сушки, основное достоинство фонтанирующего слоя (аналогично псевдоожиженному) состоит в хорошем перемешивании твердого материала, сопровождающемся эффективным контактом между газом и твердыми частицами. В этих процессах фонтанирование используется применительно к крупным частицам для тех же целей, что и псевдоожижение в случае мелкозернистых материалов. [c.651]

Фонтанирование является эффективным методом контактирования твердых частиц обрабатываемого материала с газами или жидкостями, применяемым в тех случаях, когда свойства частиц материала (их размеры, например) затрудняют их псевдоожижение. Однако отсутствие надежных данных по гидродинамике фонтанирующего слоя не позволяет достигнуть длительной и устойчивой работы промышленных аппаратов этого типа [16]. В настоящем разделе делается попытка моделирования гидродинамики односекционного аппарата фонтанирующего слоя на основании теории диаграмм связи [17]. [c.254]

Измерение температур газа и поверхности частиц, распределений потоков газа и циркулирующих внутри аппарата потоков дисперсного материала в условиях фонтанирования представляет собой еще более сложную экспериментальную задачу по сравнению с обычным псевдоожиженным слоем в цилиндрическом аппарате. Обобщение имеющихся данных по внешнему и межфазному теплообмену содержится в специальной литературе [59]. В качестве примера здесь приводится одна из наиболее простых корреляций для теплообмена фонтанирующего слоя с поверхностью размещенных внутри слоя горизонтальных труб [c.260]

Фонтанирующий слой имеет определенные преимущества перед обычным псевдоожиженным. Ожи-жающий агент, поступающий в аппарат, имеет довольно высокую скорость, поэтому исключается контакт материала с горячей распределительной решеткой (в некоторых случаях можно обойтись и без решетки). В аппаратах фонтанирующего слоя обеспечивается хорошее перемешивание твердых частиц, а в ядре фонтана происходит распад конгломератов за счет высоких скоростей столкновения частиц и значительное их истирание. В режиме фонтанирования целесообразно осуществлять процессы, протекающее циклически в две стадии в ядре потока и в периферийной зоне, работать с дисперсным материалом широкого фракционного состава. [c.583]

При осуществлении технологических процессов с псевдоожиженным слоем обычно стремятся к наибольшей равномерности псевдоожижения (исключая специфические случаи, когда неравномерность заложена в самом принципе данной модификации псевдоожиженного состояния, например при фонтанировании). Идеальная же однородность псевдоожиженного слоя обычно не является его оптимальным состоянием, так как при отсутствии пульсаций давления, порозности и скорости нет интенсивного перемешивания твердого материала, и в определенной степени утрачиваются основные преимущества псевдоожиженных систем. В то же время [c.118]

Характер движения частиц в объеме псевдоожиженного слоя в значительной степени зависит от конструктивных особенностей аппаратуры, в особенности от конструкции газораспределительного устройства. Для аппаратов малого диаметра характерна представленная на рис. VI-l,a направленная циркуляция твердого материала в псевдоожиженном слое твердые частицы в основном движутся восходящим потоком вдоль оси аппарата, в то время как у стенок наблюдается преимущественное нисходящее движение частиц. При этом частицы одновременно совершают хаотические пульсационные движения в различных направлениях. Наиболее ярко такой направленный характер движения твердой фазы выражен в аппаратах с коническим осиованием (в частности, при фонтанировании), описанных в главе I (см. рис. 1-3). Аналогичный характер (рис. VI-1,6) циркуляционных потоков наблюдался [482] при изучении распределения порозности по объему псевдоожиженного слоя в аппарате диаметром 88 мм (см. рис. IV-8 — IV-10). Однако в данном случае такая картина наблюдалась только в пределах высоты первоначального неподвижного слоя, выше этой зоны характер циркуляции изменялся. [c.170]

Для данного материала при фонтанировании ниже, чем при псевдоожижении (рис. 8.5) различие уменьшается с. увеличением размера частиц, что отмечалось выше. [c.142]

Сушилки с псевдоожиженным слоем разделяются по конструкции на однокамерные и многокамерные. В рассмотрение не включаются аэрофонтанные сушилки, принципиально отличающиеся от сушилок с псевдоожиженным слоем [5]. В аэрофонтанных сушилках движение частиц осуществляется главным образом за счет изменения скорости газа по высоте в аппарате. Вследствие изменения сечения аппарата по высоте в нижней части его скорость газа больше, а в большом сечении меньше скорости витания, поэтому наблюдается резко выраженный восходящий поток материала в центре сушилки — фонтанирование материала. Эти сушилки целесообразно применять для более крупных материалов, которые плохо кипят . В работе [14] проведено сравнение аэрофонтанной сушилки и сушилки с псевдоожиженным слоем. Для аэрофонтанной сушилки характерны меньшие значения [c.39]

Скорость конца устойчивого фонтанирования (Шк. у. ф) является предельно допустимой, поскольку при незначительном ее превышении нарушается устойчивая форма ядра, оно сверху заполняется материалом и фонтанирование вырождается в псевдоожижение с поршнями. Дальнейшее незначительное увеличение скорости приводит к уносу материала из аппарата. Так как из аппарата могут быть вынесены недосушенные частицы, то эта скорость и характеризует конец устойчивого фонтанирования. [c.28]

Разновидностью аппаратов с псевдоожиженным слоем являются аппараты с фонтанирующим слоем дисперсного, материала [35], которые имеют существенно уменьшенное по сравнению с сечением основной части аппарата сечение патрубка, подводящего газовый поток в нижнюю часть аппарата. Используются два основных вида аппаратов этого типа круглой формы (рис. 3.3.17) с постоянным по высоте сечением и увеличивающимся по ходу вертикального потока воздуха сечением аппарата. Аппараты с фонтанирующим слоем могут иметь не только круглую, но и прямоугольную форму - это аппараты со щелевым подводом газа. Преимущество аппаратов щелевидной формы состоит в относительной простоте геометрического моделирования гидродинамического процесса недостаток - в не всегда удовлетворительной равномерности фонтанирования по длине протяженной щели аппарата. [c.338]

Таким образом, наиболее существенным отличием так называемого режима фонтанирования от обычного псевдоожижения в цилиндрическом аппарате с распределенным по всему сечению вводом газа является значительная упорядоченность циркуляционного движения дисперсного материала и резко неравномерное распределение обеих фаз по сечению аппарата. [c.562]

Фонтанирование наблюдается в определенных диапазонах изменения высоты Н слоя дисперсного материала и скорости Ж подводимого газа. На фазовой диаграмме на рис. 15.17 видны области относительного существования неподвижного, обычного псевдоожиженного и фонтанирующего слоев. [c.563]

В режиме устойчивого фонтанирования механическая энергия потока теряется как в фонтане, где газ проходит с большой скоростью, так и в периферийном кольце частиц, где газ фильтруется через опускающийся слой дисперсного материала порозность периферийного слоя близка к порозности дисперсного материала при начале псевдоожижения. [c.566]

Минимальная скорость газа, при которой слой будет оставаться в состоянии фонтанирования, зависит, с одной стороны, от свойств твердой фазы и ожижающего агента и, с другой, — от геометрии слоя. В отличие от скорости начала псевдоожижения скорость начала фонтанирования Для данного материала [c.627]

Фонтанирование дисперсного материала в восходящем потоке воздуха представляет собой одну из разновидностей псевдоожижения, осуществляемую в цшшнчю-кошиеских или в конических апп атах (рис. 12.3.6.1 а, 5). Поскольку вертикальные компоненты скорости воздуха в таком ашшрате имеют максимальные значения вблизи нижнего, подводящего воздух патрубка, то режимы фонтанирования наиболее благоприятны при псевдоожижении материалов значительной полидисперсности. [c.234]

Минимальный диаметр частиц, при котором возникает фонтанирование, составляет примерно 1 мм. При размере частиц, близком к этому, эффективность контактирования газ — твердое в псевдоожиженном слое сильно снижается из-за проскока газа в виде больших пузырей [46, стр. 8 113].. Используя очень маленькое входное отверстие для газа, можно создать миниатюрный фонтанирующий слой и с частицами существенно меньшего размера [1, 11, 75, 203]. Действительно, при использовании распределительных решеток для псевдоожиженных слоев над каждым отверстием решетки образуется фонтан. Поднимаясь затем вверх по слою, эти многочисленные микрофонтаны постепенно превращаются в пузыри [114, 61а]. Однако, если бы для фонтанирования тонкодисперсного материала использовалось одно отверстие малого размера, допустимое время пребывания газа и частиц, а также производительность слоя были бы малы, и любая попытка [c.19]

В последние годы в технологической практике находит применение специфический метод межфазного взаимодействия сплощной и дисперсной фаз в аппаратах фонтанирующего слоя. Явление фонтанирования дисперсного материала создается за счет подачи газа не равномерно по всему поперечному сечению слоя, как это делается в обычном псевдоожиженном слое, а локализованно. Чаще всего аппарат фонтанирующего слоя представляет собой конус, обращенный усеченной вершиной вниз (рис. 7.18). По трубопроводу малого диаметра подается взвешивающая сплошная фаза со скоростью и, достаточной для того, чтобы в центре слоя дисперсного материала появился канал (фонтан) восходящего газа и частиц. (Вопросы начала фонтанирования и гидравлического сопротивления фонтанирующих слоев рассматриваются в специальной литературе [76, 78, 100]). На выходе из слоя скорость газа падает, а частицы материала отбрасываются к периферии аппарата. В периферийной кольцевой зоне скорость восходящего фильтрационного движения газа не достигает величины Икр и частицы под действием силы тяжести медленно сползают вниз практически плотным слоем. Гидравлические исследования и виз/альные наблюдения показали наличие трех зон в фонтанирующем слое [c.220]

Характер зависимости сопротивления слоя семян сурепки Д полн от расхода газа показан на рис. ХУП-З (кривая 1). Высокий пик давления перед стабильным фонтанированием не является специфической особенностью фонтанирующего слоя, как обычно считалось ранее он вызван вводом высокоскоростной газовой струи в слой сыпучего материала. Аналогичный пик наблюдается и в случае псевдоожижения в коническол апнарате , но он отсутствует в цилиндрическом, где газ распределен равномерно. [c.624]

Если высота слоя превысит максимально возможную в условиях фонтанирования, то фонтанирующий слой перейдет в псевдоожиженный (рис. XVII-2). Следовательно, если известна скорость начала псевдоожижения зернистого материала, то максимальная высота фонтанирующего слоя в данном аппарате может быть рассчитана по уравнению для скорости начала фонтанирования при замене значения i/ s на U f- Величина U f была найдена нри помощи уравнения Эргана для неподвижного слоя и равенства АР/Я = рЛ1 - ео) [c.630]

По характеру гидродинамической обстановки в аппарате родственным к псевдоожижению является режим фонтанирования, однако последний характеризуется гораздо ббльпшми скоростями газовой фазы, которая увлекает с собой твердые частицы дисперсной среды. Фонтанирование часто применяется в тех случаях, когда свойства частиц материала (их размеры и физико-химические характеристики) затрудняют псевдоожижение. Этот режим пшроко используется для термической обработки строительных материалов, сушки тонких дисперсий (например, порошковых материалов в фармацевтической промышленности) и т. п. [c.173]

Сушилки со взвешенным слоем характеризуются высокими относит, скоростями движения фаз и развитой пов-стью контакта. Осн. гидродинамич. режимы работы пневмотранспорт (см. также Пневмо- и гидротранспорт) закрученные потоки псевдоожижение фонтанирование. При существ, уменьшении в процсссе С. массы частиц дисперсного материала применяются режимы своб. фонтанирования и проходящего кипящего слоя. Среди этих сушилок наиб, распространены пневматические, вихревые камеры, аппараты с кипящим и фонтанирующим слоем, вибрационные. [c.485]

В технологической практике находит применение разновидность псевдоожиженного состояния дисперсного материала — так называемый фонтанирующий слой. Такой слой создается в вертикальном аппарате, когда взвешивающий газовый поток подводится к дисперсному материалу не по всему поперечному сечению ашхарата, а только в центральной его части (рис. 4.2.5.2). По достижении определенной скорости начала фонтанирования внутри аппарата образуется центральная зона (фонтан), по которой с относительно высокой скоростью проходит основная часть газового потока с некоторым количеством твердых частиц, подхватываемых центральным потоком в основном [c.259]

МП внутри трубки). Было отмечено, что в аппарата.х правильной геометрии, установленных строго вертикально, при псевдоожижении воздушным потоком не наблюдалось нарушения симметричности циркуляции в широком диапазоне скоростей газа (рис, 1,6). Лишь прн числах фонтанирования iV = 5—6 и выше характер псевдоожижения измен.члся и движение материала происходило по одному замкнутому контуру циркуляции (рис. 1,а). [c.101]

Описанный ранее [ I ] режим локального фонтанирования - как режим взвешенного состояния обрабатываемого материала при раздельной подаче ожижающего агента под решетку аппарата - на псевдоожижение и локально, через специальные сопла, для образования локализованных зон фонтанирования, послужил основой при создании конструкции апп9,рата для интенсивной сушки термолабильных веществ в пседдоожиженном слое с переиевнын полем температур ж скоростей. [c.7]

Параметрагли уравнений являются соотношение массы материала, находящегося в зонах псевдоожижения и зонах фонтанирования, величина потоков материала, циркулирующего между указанными зонами, а также параметр, характеризующий раскрытие факела. [c.11]

Термины фонтанирующий слой и фонтанирование введены на Национальном исследовательском совете Канады в 1954,г. Гишлером и Матуром [70]. Первоначально указанные авторы разработали метод для сушки пшеницы. Им уда -лось без повреждения зерен использовать более горячий воздух, чем в обычных суншлках пшеницы [138]. Понимая, что этот метод мог бы иметь и более широкое применение, они изучали свойства фонтанирующего слоя с различными твердыми материалами, используя в качестве легкой фазы не только воздух, но и воду [137]. На основе предварительного исследования было установлено, что механизм течения как тверд]ых частиц - так и газа при фонтанировании отличен от псевдоожижения, но, по-видимому, при фонтанировании крупных частиц достигается тот же эффект, что и при псевдоожижении тонкодисперсного материала. [c.13]

Из данных рис. 2.8 следует, что для высот слоя, представляющих практический интерес, т. е. когда HolD ==2- -4, минимальная скорость фонтанирования для данного материала в зависимости от размера аппарата может быть либо выше, либо ниже минимальной скорости псевдоожижения. Поэтому важная задача получения уравнений для вычисления ф, привлекшая широкое внимание исследователей [1, 15, 36, 50, 68, 75, 78, 84, 104, 130, 134, 137, 161, 173, 219, 228, 230, 256], является значительно более сложной, чем соответствующий вопрос для псевдоожижения или пневмотранспорта, где минимальная скорость легкой фазы не зависит от масштаба аппарата. Существует очень много экспериментальных данных относительно г м.ф полученных с разнообразными материалами в аппаратах малых размеров как цилиндрической, так и конической формы. Было также изучено влияние размера аппарата при изменении его диаметра вплоть до 61 см, в основном для слоев пшеницы. Из-за сложности системы подход к обработке экспериментальных данных почти всегда был эмпирическим, в результате чего в литературе появилось свыше десятка различных уравнений для расчета скорости фонтанирования. При отсутствии какого-нибудь единого теоретического подхода в данном вопросе это может быть и не удивительно. Считают, что только два из этих урайнений для цилиндрических аппаратов имеют практическое значение и заслуживают дальнейшего обсуждения все остальные как для цилиндрических, так и конических аппаратов приведены в табл. 2.3 наряду с указанием основных параметров, для которых они получены и краткими комментариями для каждого слзпгая. [c.44]

С другой стороны, Редди и др. [192], работавшие с материалами различных размеров (алундом, стеклянными щариками и полистиролом) также в колонне диаметром 15 см, сообщили, что сначала увеличивается с размером частиц, а затем уменьшается экстремальное значение достигается при среднем размере частиц около 1,0—1,5 мм. Наблюдаемое Редди изменение Нп также должно, вероятно, зависеть от распределения частиц по размерам, которое не может быть полностью охарактеризовано каким-либо осрбым средним диаметром. Тем не менее существование максимума значения Н в зависимости только от размера частиц теоретически рассчитывается путем сравнения влияния размера частиц данного материала па скорость газа, требуемую для фонтанирования и для псевдоожижения. Из уравнения (2.38) влияние размера частиц и высоты слоя на скорость фонтанирования при сохранении постоянства других переменных выражается следующим образом [c.118]

Указанное различие между фонтанированием и псевдоожижением будет проявляться в конструктивных расчетах, приводя к ряду неожиданных выводов в отношении преимущества псевдоожиженного слоя по сравнению с фонтанирующим, особенно, когда дело касается процессов, в которых основной задачей является конверсия д-аза, а не твердого материала аналогия между псевдоожижением и фонтанированием, возникающая вследствие хорошего перемепшвания частиц, не является более правомерной. Поведение потока газа в Двух системах совершенно различно, и, таким образом, обычное приближение, основанное на динамике пузырей, для расчета реакторов с псевдоожиженным слоем, очевидно, не применимо к фонтанирующим слоям. В этом случае двухзонная модель фонтанирующего слоя, представленная [c.256]

Фотографирование размещенных в слое тел производилось при числах псевдоожижения № =0 3. Оказалось, что только при =0 (непродуваемый слой) система однородна по всему объему. При увеличении скорости фильтрации воздуха от О до первой критической ( =1) мелкозернистый материал переходит в псев-доожнженное состояние не сразу, а постепенно. Сначала псевдоожижение (даже фонтанирование) частиц наблюдается только у поверхности тел и лишь при 7= 1Д1,5 в псебдоожиженное состояние переходит весь слой. При этом на фотографиях отчет- [c.125]

В режиме устойчивого фонтанирования общий перепад давления газа всегда меньше, чем в псевдоожиженном слое того же материала при одинаковых значениях Яо. Исходя из баланса сил, действующих на элементарный кольцевой слой высотой йН в периферийной области, получим, что отношение перепадов давлений в фонтанирующем и псевдоожиженном слоях равно 0,75. Если считать, что избыточное давление по оси фонтана изменяется в вертикальном направлении по закону косинуса, то это отношение будет равным 0,64 [5]. Таким образом, максимальное значение А/ ф/ рцЯо) = 0,64- 0,75, что подтверждено экспериментально. [c.26]