Фонтанирование в конических аппаратах

Фонтанирование является одной из разновидностей псевдоожижения, позволяющей перемешивать плохо псевдоожижаемые зернистые материалы слишком крупные частицы или одинаковые по размеру. Фонтанирование достигается подачей ожижающего агента через небольшое отверстие в центре основания расширяющегося конического аппарата вместо равномерного его распределения по всему сечению слоя. В рассматриваемом случае гидродинамическая обстановка существенно отличается от существующей в обычном псевдоожиженном слое твердому материалу сообщается направленное циркуляционное движение, он в виде разбавленной фазы поднимается в ядре слоя и в виде плотной фазы опускается в кольцевой периферийной зоне. [c.620]

Была предпринята попытка скоррелировать значения с помощью уравнений, справедливых для неподвижного слоя, в предположении, что сопротивление разрыхлению численна остается постоянным. Однако было найдено , что это сопротивление сильно зависит от диаметров аппарата и частицы. Ряд других эмпирических формул, связывающих пик давления с весом твердого материала в,слое или перепадом давления при фонтанировании, был предложен советскими исследователями применительно к коническим аппаратам. [c.626]

Обстановка в слоях, работающих при высотах ниже Я, , намного сложнее перепад давления при фонтанировании будет зависеть не только от высоты слоя, но также и от конфигурации аппарата и свойств твердых частиц. В литературе опубликованы эмпирические уравнения, связывающие эти параметры с перепадом давления при фонтанировании в цилиндрических и конических аппаратах. [c.627]

Максимальный перепад давления при фонтанировании в коническом аппарате [37] [c.582]

Псевдоожижение в конических аппаратах. Фонтанирование [c.40]

Для минимальной скорости газа при фонтанировании в цилиндро-конических аппаратах диаметром 150, [c.43]

Русский перевод книги Лева в 1961 г. и вышедшая вслед за ним в 1963 г. книга Забродского [260], в которой превосходная глава по фонтанирующему слою обобщила ранние канадские исследования, но-видимому, послужили ощутимым толчком к развитию бурной деятельности в этой области в нескольких исследовательских центрах Советского Союза. Особое внимание уделяется исследованию фонтанирования в коническом аппарате, а не в цилиндрической колонке с коническим основанием. Наиболее тщательно изучается гидродинамика явления, причем основной упор делается на практическое применение специфической гидродинамической обстановки для осуществления целого ряда технологических процессов. [c.13]

Исследование пика перепада давления в конических аппаратах заинтересовало нескольких советских ученых [71, 72, 79, 154, 168, 256]. Гельперин и др. [71, 72] получили экспериментальные значения АР , которые в некоторых случаях в два-три раза превосходили значение перепада давления, рассчитанное исходя из веса слоя. Эти исследования первоначально относились к псевдоожижению относительно мелких частиц, но они справедливы и для явления фонтанирования, поскольку величина пика перепада давления не должна зависеть от того, будет ли слой впоследствии псевдоожиженным или фонтанирующим. Их эмпирическое уравнение имеет следующий вид [c.34]

Мухленов и Горштейн [159], которые также исследовали фонтанирование в конических аппаратах, показали, что отношение пика перепада давления к перепаду давления при устойчивом фонтанировании зависит от геометрии системы, а также свойств газа и твердой фазы. [c.35]

Двумерный конический аппарат шириной 1,2 см Н,, = 10 см сечение для входа газа — 1,2 X 1,2 см а = 40° значения порозности являются средневременными, зарегистрированными через 10 с для устойчивого фонтанирования и через 100 с для пульсирующего потока. [c.243]

Так, по гидродинамическому признаку различают аппарат кипящего слоя (рис. 41,6, е) цилиндрической формы, конические аппараты кипящего слоя (рис. 41, а, б, д), аппараты с фонтанирующим слоем (рис. 41, ж , з) и, наконец, аппараты кипящего слоя с локальным фонтанированием (рис. 41,г). [c.127]

Для исследования фонтанирования полидисперсных материалов был взят конический аппарат с углом раствора конуса 40°, размером входного отверстия с1 = 100 мм. [c.42]

Опытные данные но определению скорости устойчивого фонтанирования щелевых и конических аппаратов аппроксимируются уравнением [c.43]

Скорости газа при фонтанировании в аппаратах с нижним подводом газа. В технике фонтанирования, как и в технике псевдоожижения, весь теоретический интервал скоростей газового потока, превышающий а кр и определяющий диапазон существования системы, реализуется довольно редко. Это связано с тем, что возникают различные неустойчивые режимы, обусловливающие сужение практически пригодного интервала скоростей. Поэтому было проведено систематическое исследование природы и границ неустойчивых режимов при фонтанировании в конических и цилиндроконических аппаратах [15]. [c.26]

Типы грануляторов с псевдоожиженным слоем. Для гранулирования в псевдоожиженном слое используют аппараты различ -пы.х конструкций. По форме корпуса грануляторы подразделяют на цилиндрические (рис. 5-30), конические (рис. 5-31) с малым (до 20°) и большим (30—60°) углом раскрытия стенок корпуса, цилиндроконические, прямоугольные (рис. 5-32), квадратные (рис. 5-33). Форма аппарата определяет его гидродинамические особенности. Так, в аппаратах с углом раскрытия до 20° происходит равномерное псевдоожижение по всему сечению, тогда как при большем угле раскрытия возникает разреженное центральное ядро и образуется более плотный, сползающий у стенок слой, т. е. происходит фонтанирование. Известны аппараты с несколь-ки.ми зонами локального фонтанирования (рис. 5-34, а). В цилиндрических аппаратах, как правило, режим псевдоожижения [c.172]

На кривой зависимости сопротивления слоя от скорости газа в конических аппаратах отмечается пик давления, что обуславливается увеличением сечения и уменьшением скорости газа по высоте аппарата (или конической части). Псевдоожижение или фонтанирование начинается, когда на поверхности конического слоя скорость газа достигает критической величины. Величина пика давления Ар играет существенную роль при конструировании реакторов. Рассчитать ее можно, например, из уравнения [c.288]

Аналогичный процесс зарождения устойчивого фонтанирования в аппаратах конической формы отличается от описанного для цилиндрического аппарата тем, что первоначальное разрыхление плотного слоя может начинаться как в нижней, так и в верхней центральной зоне слоя. Минимальная скорость фонтанирования Жф nun зависит, с одной стороны, от свойств дисперсной твердой фазы и ожижающего агента, а с другой - от соотношения геометрических размеров аппарата. В цилиндрическом аппарате значение И ф ш, в отличие от скорости ]V p [c.565]

Аппарат ддя фонтанирования может быть цилиндрической или конической формы. Предпочтительным, хотя и необязательным, представляется аппарат с коротким коническим основанием, сужающимся вниз к отверстию для входа газа, дабы твердые частицы из периферийной кольцевой зоны могли легко попадать в область газовой струи, не образуя при этом застойных зон в основании слоя. Предпочтительный угол конусности зависит в известной степени от сил внутреннего трения зернистого материала однако, при слишком малых углах в вершине конуса фонтанирование становится неустойчивым, поскольку воздушная струя стремится поднять весь слой. Предельный угол конусности [c.623]

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]

Если при фонтанировании образуется резко выраженный узкий центральный канал, по которому газ и твердые частицы движутся вверх разбавленной фазой (рис. 1-11,6), и широкий периферийный канал кольцевого сечения, заполненный движущимся вниз потоком частиц, то в коническом или цилиндроконическом аппарате с малым углом раствора конуса сечение периферийного кольцевого канала сравнительно мало, а ядро представляет собой типичный кипящий слой в плотной фазе, [c.40]

Рис. 1.2. Фонтанирование в кони-чески-цилиндрическом (а) [137] и коническом (б) [201] аппаратах.

Рис. III. 30. Зависимость изменения сопротивления от расхода газа в конических цилиндрических аппаратах до начала фонтанирования и после его развития I), а также при уменьшении расхода (2).

Эта система и представляет собой фонтанирующий слой, центральное ядро мы будем называть также фонтаном, а плотную периферийную часть — кольцом. Термин шапка будет использован для обозначения куполообразной зоны над верхним участком — зеркалом слоя. Для интенсификации скорости движения твердой фазы и устранения застойных зон у дна аппарата в этих случаях обычно применяют расширяющееся коническое основание, в которое легкая фаза подается через усеченную вершину конуса (рис. 1.1). Сам же аппарат обычно имеет цилиндрическзгю форму, хотя в СССР чаще всего используют полностью конические аппараты. На рис. 1.2 приведены фотографии каждого из указанных типов аппаратов. Поскольку фонтанирование в конических аппаратах обстоятельно рассмотрено в монографии Романкова и Рашковской [201], основной упор в нашей книге будет сделан на фонтанировании в конически-цилиндриче-ских аппаратах. Так как твердые частицы могут быть введены [c.10]

Гольцикер и др. [79] исследовали более крупные частицы (диаметром 3,2 мм) в конических аппаратах и получили устойчивое фонтанирование, за пиком перепада давления. Однако наблюдаемые ими значения были ниже рассчитанных по [c.34]

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]

Справедливость этого уравнения подтверждается рис. 4.5, на котором приведены разнообразные многочисленные данные Г орш-тейна и Мухленова [86] для конических аппаратов и данные Лефроя и Дэвидсона [114] для цилиндрических колонн с плоским основанием. Данные Михайлика и Антонишина [153] по фонтанированию различных материалов в аппарате диаметром 9,4 см и углом раствора конуса 60° также подчиняются этому же соотношению, которое, таким образом, оказывается универсальным. [c.78]

Такое поведение слоя было названо Вайнбергом и др. [241 ], работавшими с коническими аппаратами и с частицами размером от 0,18 до 1 мм, негомогенным псевдоожижением . Однако Баскаков с сотрудниками [11, 12] называет свои слои такого же размера 4 Онтанирзтощими, используя без сомнения термин фонтанирование в несколько более широком смысле. [c.118]

В аппаратах периодического действия для перехода слоя из неподвижного состояния в псевдоожижейное требуется избыточное давление. Этот избыток давления для аппаратов с постоянным поперечнЫ М сечением невелик и составляет 1,5—5% ог Рабочего. Для конических аппаратов, особенно для работающих в режиме фонтанирования, перепад давления в момент перехода может в 2—3 раза превысить рабочее гидравлическое сопротивление. При выборе тяго-дутвевого оборудования этот пик давления должен быть учтен. Пик давления можно рассчитать по экспериментальной зависимости, полученной И. И. Гелипериным с сотр. [16] [c.140]

Поскольку систематическое исследование фонтанирования в конических аппаратах крупных (Аг > 10 — вторая автомодельная область обтекания) частиц проводилось впервые, полученные данные обрабатывались с целью получения полуэмпирической зависимости на основе формулы (1-35). Эксперименты показали, что при исследованных высотах слоя АРиако лишь очень незначительно зависит от а (линии, проходящие через точки, являются прямыми, практически параллельными абсциссе). Наконец, входной диаметр незначительно влияет на Ар авс- [c.40]

Если же вместо идеально сыпучей среды рассматривать идеально связный слой, то при некотором значении скорости как при цилиндрической, так и при конической засыпке изменится направление сил трения, что соответстБует переходу производной dajdz через нулевое значение получающееся тогда из (1.19) равенство дает фактически условие начала фонтанирования, приведенное в работе [14] (при добавлении в правую часть слагаемого, учитывающего связность). Таким образом, условие начала фонтанирования в [14] соответствует допущению о жестко связанных между собой частицах (фильтрующая пробка). Количественная оценка распределения напряжений в слое конической засыпки представляет существенные трудности. Основной причиной этих трудностей является то, что если напряжения, возникающие под действием газового потока, не зависят от характера взаимодействия частиц дру1 с другом и поэтому легко определимы, то обратная зависимость (влияние газового потока на напряжения, возникающие за счет взаимодействия частиц друг с другом) весьма существенна и пока практически не изучена. С целью проверки гипотез, выдвинутых различными авторами, было проведено экспериментальное исследование на плоской модели конического аппарата. Поскольку все продольные размеры такого аппарата во много раз больше его толщины, то модель можно было считать двухмерной. [c.23]

Характер зависимости сопротивления слоя семян сурепки ДРполн от расхода газа показан на рис. ХУИ-З (кривая 7), Высокий пик давления перед стабильным фонтанированием пе 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 нсе-вдоожиженияв коническом аппарате , но он отсутствует в цилиндрическом, где газ распределен равномерно. [c.624]

В литературе приведены многочисленные экспериментальные данные по скорости начала фонтанирования, охватывающие широкий круг зернистых материалов в аппаратах малого диаметра (от 75 до 230 мм) цилиндрической и конической форм. Кроме того, в опытах с пшеницей было изучено влияние диаметт ров аппарата вплоть до 610 мм. Вследствие сложности системы был использован, главным образом, эмпирический подход к обобщению опытных данных. [c.627]

Максимальный перепад давления перед фонтанированием всегда меньше, чем при псевдоожижении в коническо-цилиндрическом аппарате. [c.444]

Несмотря на то что режим устойчивого фонтанирования является рабочим режимом конических и коническо-цилиндрических технологических аппаратов, исследованию сопротивления слоя в этом режиме посвящены лищь единичные работы. Большинство исследователей ограничиваются простой констатацией того факта, что сопротивление слоя в этом режиме падает с ростом скорости ожижающей среды [1—3, [c.48]

Для изучения характера циркуляции дисперсного. материала было исследовано фонтанирование различных Модельных лщтериалов (пшено, силикагель, мак, пшеница и др.) в коническо-цилиндрических аппаратах следующей геометрии ) = 48 мм. 0=12 мм, Яо = 200 мм. Конусность (3= 10, 20, 30, 32,5, 36, 40, 45, 55, 60, 70, 84°. Некоторые из исследованных аппаратов имели дефекты конструктивного характера [c.99]

В конических или коническо-цилиндрических аппаратах с фонтанирующими слоями, работающими в режиме развитого фонтанирования, наблюдается явно выраженная неравномерность распределения твердого дисперсного материала — сравнительно небольщая концентрация в ядре слоя и более высокая в пристеночной области. При изучении распределения материала в рабочем объеме аппарата с фонтанирующим слоем необходимо определить границы фонтана и периферийной области, концентрацию дисперсного материала в ядре слоя и концентрацию дисперсного материала в периферийной зоне слоя. Хотя подобный подход несколько упрощает сложную картину распределения твердой фазы в объеме аппарата, однако при нем с достаточной для практики полнотой можно охарактеризовать структуру фонтанирующего слоя. [c.138]

О — диаметр ядра фонтанирующего слоя Оо — верхний диаметр коническо-цилиндрического аппарата <1 — диаметр частицы материала о — входной диаметр аппарата (Зг — весовой расход газа ко — высота слоя в статическом состоянии N — число фонтанирования ш — скорость газа во входном сечении аппарата Шпф — скорость начала фонтанирования х, у — текущие координаты а — коэффициент межфазового теплообмена у — удельный вес материала б — толщина стенки аппарата 8 — порозность слоя р — плотность материала. [c.143]

Циркуляция раствора в аппарате (рис. 3.8) организована таким образом, чтобы обеспечить взвешивание кристаллов с одновременной их классификацией по размерам. Мелкие кристаллы непрерывно циркулируют в основном контуре через циркуляционную трубу, осветленный раствор поступает во всасывающую линию осевого насоса, а крупные кристаллы скапливаются в конической части аппарата, где поддерживаются во взвешенном состоянии в режиме фонтанирования. Применение фонтанирующего слоя позволяет значительно интенсифици ровать процесс кристаллизации, обеспечивая при этом частичную классифика. цию кристаллов по размерам [c.170]

Явление перехода к фонтанированию в конических двумерных слоях изучали советские ученые [79, 201, 256]. Их наблюдения, включая и измерения перепада давления, во многих отношениях соответствовали наблюдениям для цилиндрических аппаратов, они-сайцых раньше, но, как было найдено Гольцикером [79], первоначальное разрыхление плотного слоя происходит в верхнем участке, а не у дна аппарата. [c.27]

Единственная цопытка теоретически описать радиальный переток на нижней границе слоя сделана ВолпицеЯли и др. [252]. Эти исследователи показали, что очень высокие радиальные скорости частиц, которые имеют место только на высоте нескольких сантиметров над входным отверстием для газа, могут быть предсказаны из теории пластичности, примененной к потоку массы твердых частиц в сходящемся канале (конусе) под действием силы тяжести. В отличие от плоских оснований (цилиндрические аппараты) радиальные скорости усиливаются в конической части, не зависят от скорости фонтанирования для данного слоя и уменьшаются с увеличением диаметра колонны вплоть до 15 см, после чего становятся независимыми от Из экспе-рикентальных данных других исследователей [15, 12Х, 137] было вычислено, что постоянное -значение максимальной радиальной скорости для конически-цилиндрических слоев при [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология