Фонтанирующий слой кольцевой

Теплообмен между стенками аппарата и фонтанирующим слоем осуществляется, главным образом, за счет конвективного переноса тепла частицами, движущимися вниз в кольцевой зоне Значения коэффициента теплоотдачи для различных твердых материалов при развитом фонтанировании в воздушном потоке находятся в пределах от 51 до 136 Вт/(м -К) [44—117 ккал/(м -ч-°С)]. [c.642]

Рис. 3.3.18. Аппарат с фонтанирующим слоем кольцевой формы

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]

Вследствие распространения газа в периферийном кольцевом сечении по мере его восходящего движения продольный градиент давления в фонтанирующем слое возрастает от нуля в его основании до максимума у свободной поверхности слоя. Было найдено что изменение давления с высотой слоя обычно следует косинусоиде [c.626]

Движение зернистого материала в фонтанирующем слое является направленным и легко поддается изучению. В настоящее время опубликованы результаты ряда исследований, касающихся движения твердых частиц в фонтане и кольцевой зоне, интенсивности циркуляции зернистого материала и характеристик перемешивания. [c.634]

Представленный на рис. 2.21 десублиматор работает в режиме фонтанирования. Для охлаждения слоя используется змеевик 2. Через трубу о в десублиматор вводится исходная ПГС вместе с твердыми частицами. Скорость подачи ПГС регулируют таким образом, чтобы твердые частицы в зоне ядра поднимались чуть выше змеевика 2. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты, перемещаются в кольцевую зону между ядром и стенкой аппарата. По мере роста частиц слоя (так как они обтекаются охлажденным газом и газ в зоне змеевика пересыщен) они под действием сил тяжести опускаются, одна их часть выводится из аппарата через разгрузочное устройство 4, другая часть подается шнеком на рецикл. Из существующей практики известно, что режим работы аппарата с фонтанирующим слоем более устойчив, чем режим работы аппарата с псевдоожиженным слоем. Поэтому привели выше лишь математическую модель процесса десублимации в аппарате фонтанирующего слоя. [c.240]

Фонтанирующим слоем называется такой слой, в центральной приосевой зоне которого проходит струя газа (жидкости) находящиеся в струе частицы твердого материала движутся вверх в режиме пневмотранспорта (стр. 451), а при выходе из слоя выпадают и опускаются в кольцевой зоне около стенки аппарата. [c.444]

Рис. IV-15. Распределение воздушного потока между псевдоожиженным ядром и периферийным кольцевым сечением в фонтанирующем слое (система пшеница — воздух а — 85° а/ отв. = 6 Яо/ а = 4)

Процесс сушки зерна исследовался в цилиндро-коническом аппарате, в фонтанирующем слое [49]. Схема пилотной установки показана на рис. 4-7. Предварительно нагретый воздух поступает в сосуд диаметром 305 мм. Влажное зерно подается шнеком в верхнюю часть периферийной кольцевой зоны. Зерна движутся вниз, а затем вверх по центральному ядру. Переток материала происходит в верхней части слоя, напротив места ввода сырья. Высушенное зерно направляется в холодильник. [c.212]

Движение дисперсного материала в симметричном фонтанирующем слое (рис. 12.3.6.1, о, б) имеет более упорядоченный характер по сравнению с обычным псевдоожиженным слоем в аппарате постоянного сечения по центру материал перемещается вверх вместе с основной частью сущильного агента скорости движения здесь на порядок и более превышают скорости нисходящего перемещения плотного слоя материала вдоль стенок аппарата и скорость фильтрационного восходящего движения обычно малой части сущильного агента внутри опускающегося периферийною кольцевого слоя дисперсного материала. Существует довольно четкая верхняя граница фонтанирующего слоя (ФС), где частицы из центрального фонтана отбрасываются в радиальном направлении на верхнюю границу периферийной зоны. В нижней части ФС дисперсный материал инжектируется в восходящую струю центрального фонтана. [c.234]

При прохождении через фонтанирующее ядро определенное количество твердой фазы истирается. Как обсуждалось в главе 4, движущееся вверх частицы сталкиваются друг с другом внутри ядра и со слоем частиц кольцевой зоны, образующих своеобразную стенку ядра. Такие материалы, как пшеница и другие зерна, пластмассовые гранулы, до некоторой степени упруги и, следовательно, способны без разрушения выдержать подобную грубую обработку. Для более хрупких твердых материалов истирание частиц в фонтанирующем слое может быть значительным. [c.127]

Таким образом, наблюдаемые различия зависят от того, будет ли изменение времени контакта достигнуто варьированием высоты слоя прй постоянной скорости потока или изменением скорости потока при постоянной высоте слоя. Объяснение этого явления заложено в произвольном определении номинального времени контакта, которое породило различное отношение к действительному времени контакта в фонтанирующем слое в двух ситуациях, зависящих главным образом рт распределения газа между фонтаном и кольцом. Так как скорость газового потока через кольцо данного слоя будет оставаться почти неизменной с увеличением общей скорости газа, действительное время контакта в кольцевой части слоя будет изменяться очень незначительно. Напротив, время контакта для газа в ядре, несомненно, значительно уменьшается с повышением скорости. Но так как газ, проходящий через ядро, составляет лишь часть от общего количества газа, эффективное время контакта в слое в целом и тем самым выход этилена и пропилена будут слабо зависеть от номинального времени контакта, что и наблюдалось при проведении эксперимента. [c.230]

А, Кольцевой фонтанирующий слой [c.247]

Рис. 12.9. Кольцевая сушилка с фонтанирующим слоем для пастообразных материалов, разработанная Романковы 1 с сотрудниками (воспроизводится из [199]).

Однако при использовании таких устройств с фонтанирующим слоем возникает проблема масштабирования при переходе к крупнотоннажным производствам. П. Г. Романков и Н. Б. Рашковская предложили два варианта решения задачи общей чертой этих вариантов являлась замена осесимметричной конической формы аппарата щелевой. В первом варианте, успешно внедренном на Дербеневском химическом заводе, применен аппарат с кольцевой щелью в режиме обычного фонтанирования и с центральной выгрузкой (см. рис. 48). Эта оригинальная конструкция дополнялась устройством для сепарирующей выгрузки (классификатором). Очевидным недостатком конструкции является трудность равномерного газораспределения по кольцевой щели значительной протяженности. [c.135]

Рис. 2. Отдельные случаи псевдоожижения о — поршневой режим б — 0А ОА фонтанирующий слой — газовая пробка 2 — поршень твердого материала з — сползающий периферийный кольцевой слой 4 — псевдоожиженное ядро слоя 5 — фонтан ОА — поток ожижающего агента.

Необходимо отметить также процессы абсорбции фтористых газов в аппаратах со взвешенной шаровой или кольцевой насадкой и с фонтанирующим слоем орошаемой шаровой насадки. Эти аппараты до сих пор не нашли широкого промышленного применения, однако результаты лабораторных и полупромышленных испытаний показывают перспективность их использования в будущем. Так, степень абсорбции фтористых газов в аппаратах с фонтанирующей насадкой составляет 84—92%, а степень очистки от пыли — 99%. Очевидно, основным преимуществом этих аппаратов является их способность работать на запыленном газе. Авторы [165] сообщают, что при испытании трехсекционного абсорбера с псевдоожиженной кольцевой насадкой в производстве экстракционной фосфорной кислоты была достигнута степень абсорбции фтористых газов 98,4—99,5 конечная концентрация фтора в газе 15—25 мг/м . При этом скорость газа составляла 3,5 м/с, а плотность орошения — 18 м /(м -ч). [c.94]

В общем случае методика расчета процесса нагрева (охлаждения) частиц, непрерывно проходящих через аппарат фонтанирующего слоя, должна учитывать то обстоятельство, что нагретые за короткое время пребывания в центральном ядре частицы отбрасываются в верхней части слоя в кольцевую зону и отдают здесь свою теплоту холодным частицам. Передача теплоты в периферийном слое происходит за счет контактной теплопроводности- между частицами, путем теплоотдачи к газу, фильтрующемуся через слой дисперсного материала. В каждой из зон по мере изменения внешних условий (а и температура газа t) происходит нестационарное изменение внутренних температурных полей в каждой частице. [c.225]

Общая система уравнений, приведенная в [47], в принципе может служить основой для моделирования процессов сущки дисперсных материалов в фонтанирующем слое. Существенно, однако, что даже эта наиболее общая модель не содержит эффекта радиального поступления частиц из периферийной зоны в объем фонтана, а величины скоростей фаз в кольцевой зоне и в фонтане фигурируют в виде усредненных значений, без анализа их распределений по координатам. Кроме того, записанная в общем виде система замкнутых уравнений содержит значительное количество величин, значения которых должны быть определены из дополнительных, как правило, весьма непростых опытов (например, силы и коэффициенты механического взаимодействия частиц друг с другом и с потоком газа). Отмеченные обстоятельства затрудняют использование сформулированной модели для практических расчетов процесса сушки в фонтанирующем слое. [c.199]

Основой моделирования процессов сушки дисперсных материалов в фонтанирующем слое должна служить достаточно подробная информация о внутренней гидродинамике фонтанирующего слоя. Наиболее трудным моментом для анализа в гидродинамической картине процесса представляется поступление дисперсного материала в центральную зону фонтана, что существенно влияет на концентрацию материала в фонтане, на распределение статического давления по высоте фонтана, на количество фильтрующегося в периферийную зону газа и на характер распределения дисперсного материала по времени пребывания в каждой из двух зон и во всем объеме аппарата. Введением вертикальной перфорированной перегородки между фонтаном и периферийной зоной возможно исключить поступление дисперсного материала в зону фонтана по всей высоте аппарата и вынудить материал поступать из кольцевой зоны только в нижнюю часть фонтана. В аппарате с такой перегородкой можно в значительном диапазоне изменять степень циркуляции материала между зонами путем изменения величины выпускного отверстия 4 (рис. 6.20) в перегородке 3. Циркуляция частиц становится более упорядоченной, время их пребывания в аппарате и в каждой из зон — более равномерным, чем при отсутствии перегородки, когда циркуляционные контуры материала имеют случайный характер и различные радиусы [48]. Все частицы материала теперь проходят через основание фонтана, где условия тепломассообмена частиц с газом наилучшие. Кроме того, при пуске аппарата здесь оказывается не нужным запас по давлению дутьевого устройства, так как пик пускового статического давления отсутствует [49]. [c.199]

В процессах нанесения покрытий и гранулирования основные преимущества фонтанирующего слоя являются следствием направленной циркуляции твердого материала. Осаждаемый материал образует на частицах пленку, которая успевает высохнуть за время их нахождения в кольцевой зоне в фонтане частица покрывается следующей пленкой осаждаемого материала. Такой послюйный механизм роста обеспечивает равномерное покрытие и образование крупных гранул однородной структуры. [c.652]

В сушилке для жидких и пастообразных красителей, имеющей кольцевую форму (рис. 3.3.18), исходный влажный материал распыляется внутрь фонтанирующего слоя четырьмя механическими форсунками грубого [c.339]

Рис 15 19 Доля газа %, проходящего через кольцевую зону на разных уровнях фонтанирующего слоя [c.567]

Порозность в кольцевой зоне фонтанирующего слоя такая же, как в неподвижном слое с наиболее рыхлой упаковкой и практически одинакова в различных частях кольцевой зоны g время ядро слоя аналогично подъемному стояку, через который частицы движутся в разбавленной фазе при постепенном уменьшении расхода газа и увеличении потока твердого материала по мере удаления от основания слоя. Таким образом,, порозность в фонтане определяется взаимодействием между потоками газа и твердых частиц. [c.640]

Эффективность перемепгавания твердых частиц в негферывно-действующих фонтанирующих слоях определяли методом ступенчатого импульса, заменяя подачу обычных частиц окрашенныю мечеными. При этом отклик выражался концентрацией окрашенных частиц в пробах на выходе из слоя, отбираемых через интервалы в одну минуту. Твердый материал подавали в кольцевую зону сверху и выводили из слоя через отверстие, расположенное в коническом днище. Типичные результаты, полученные для аппаратов диаметром 150 мм при работе с пшеницей, представлены графически на рис. ХУП-9 в виде зависимости доли [c.639]

Исследование теплообмена между стенкой и фонтанирующим слоем при использовании воды в качестве ожижающего агента показало, что в этом случае перенос тепла твердыми частицами, движущимися вдоль стенки аппарата, теряет свое значение по сравнению с конвективным переносом потоком самой воды. Медленное направленное движение твердых частиц в кольцевой зоне, по всей вероятности, ослабляет эти конвективные потоки коэффициенты теплоотдачи в фонтанирующих слоях составляли 430— 580 Вт/(м -К) [370—490 ккал/(м -ч-°С)], тогда как в пустом аппарате без твердых частиц при тех же рабочих скоростях они превышали ИЗО ВтДм -К) [975 (ккал/м -ч-°С)]. [c.644]

Теплоотдача от внутренних теплообменных элементов к фонтанирующему слою происходит в более благоприятных условиях, чем от ограничивающей слой стенки. Можно ожидать, что в зоне фонтана коэффициенты теплоотдачи будут близки к получаемым в псевдоожиженном слое, в а кольцевых тонах они даже могут быть несколгько выше, чем от стенки, вследствие турбулентности воздушного потока, вызванной теплообменпой поверхностью. Эти предположения подтверждаются результатами исследований Забродского и Михайлика использовавших небольшой электронагреватель (диаметром 4,2 мм, длиной 35 мм) в качестве зонда для изучения полей коэффициентов теплоотдачи . Температуру поверхности нагрева поддерживали постоянной (70 °С), а по количеству подведенной электроэнергии определяли тепловой поток. [c.644]

Найденные таким методом радиальные профили в верхней части фонтанирующего слоя приведены на рис. XVII-12. Значения коэффициентов теплоотдачи в ядре фонтана, составляющие 227— 273 Вт/(м -К) [195—235 ккал/(м -ч-°С)], — величины того же порядка, что и в случае псевдоожижения материалов аналогичных размеров в кольцевой зоне коэффициенты теплоотдачи оказались приблизительно на 30% ниже. Как и следовало ожидать, коэффициенты теплоотдачи быстро уменьшаются за пределами границы фонтана и кольцевой зоны. Вместе с тем, на самой поверхности раздела этих зон наблюдается небольшое повышение коэффициента теплоотдачи, которое, по Забродскому и Михайлику, объясняется эжектированием частиц из кольцевой зоны в фонтанирующее ядро потока. Значения коэффициента теплоотдачи в кольцевой зоне [157—193 Вт/(м - К), или 135—166 ккал/(м - ч - °С)] несколько выше, чем приведенные в предыдущем разделе для [c.644]

Так как температуры газа в ядре фонтанирующего слоя при подаче горячего воздуха всегда выше, чем в кольцевой зоне, то коэффициенты теплоотдачи, приведенные в работе Уемаки и Куго занижены, а представленные в работе Бартона и Рэтклиффа, — завышены по сравнению с действительными эффективными значениями. Однако эти расхождения слишком вблики, чтобы их можно было объяснить только приведенными выше причинами. В то же время результаты обоих исследований не допускают прямого сопоставления из-за различия методов определения коэффициентов теплоотдачи. [c.647]

Эксперимент Бартона и Рэтклиффа был в дальнейшем усложнен, поскольку теплообмей сопровождался эндотермической реакцией коксования в аппарате, где были помещены кольца Рашига , резко интенсифицирующие перенос тепла частицами угля при их движении в свободном пространстве кольцевой насадки. Таким образом, вопрос о теплопереносе в фонтанирующем слое от ожижающего агента к твердой частице полностью еще не выяснен и требует дополнительных исследований. [c.647]

Электронагрев можно осуществлять в стационарном, движущемся и в кипящем слое кокса. При нагреве в движущемся слое частицы кокса должны быть одинакового размера. При электронагреве в кипящем слое размеры частиц ограничиваются условиями исевдоожижения. Горячие газы непосредственно контактируются с коксом, проходя через иенодвижный его слой в печах шахтного типа, во вращающихся и кольцевых печах, в печах с кипящим или фонтанирующим слоем и в печах циклонного типа в вихревом режиме. [c.231]

Если скорость легкой фазы достаточно высока, то образующаяся струя газа заставляет частицы быстро подниматься в разреженном по твердой фазе потоке в центральном ядре, вокруг которого находится плотный слой твердой фазы — кольцо. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты над уровнем слоя, ссыпаются в кольцевуто зону между ядром и стенкой колонны, где они плотным слоем медленно опускаются вниз и частично внутрь фонтана. Поднимаясь, сжижающий агент проникает в кольцевую зону. Таким образом, фонтанирующий слой в целом складывается из разреженного центрального ядра или фонтана, в котором частицы движутся вверх, увлекаемые восходящим потоком ожижающего агента, и кольцевой зоны, где твердая фаза опускается вниз. Установившееся таким образом систематическое циклическое движение твердых частиц обусловливает уникальную гидродинамическую обстановку, которая в некоторых случаях более целесообразна, чем в общепринятых системах легкая фаза— твердое вещество. Фонтанирование не следует [c.581]

Рассмотрим апдарат, открытый сверху и заполненный относительно крупными твердыми частицами. Предположим, что ожижающий агент подается вертикально через небольшое отверстие, расположенное в центре основания аппарата. Если скорость его достаточно высока, то образуюш аяся струя газа заставляет/ частицы быстро подниматься в разреженном по твердой фаз потоке в центральном ядре, вокруг которого находится плотный слой твердой фазы — кольцо. Поднимающиеся частицы, достигнув некоторой высоты над уровнем слоя, ссылаются в кольцевую зону между ядром и стенкой колонны, где они плотным слоем медленно спускаются вниз и частично внутрь фонтана. Поднимаясь, ожижающий агент проникает в кольцевую зону. Таким образом, фонтанирующий слой в целом складывается из разреженного центрального ядра, в котором частицы движутся вверх, увлекаемые восходящим потоком ожижающего агента, и кольцевой зоны, где твердая фаза противоточно ожижающему агенту опускается вниз. Установившееся таким образом систематическое циклическое движение твердых частиц в фонтанирующем слое обусловливает уникальную гидродинамическую обстановку, которая в некоторых случаях более целесообразна, чем в общепринятых Системах легкая фаза — твердое вещество. [c.10]

В обычной трехмерной колонне наблюдать движение твердой фазы в ядре невозможно, поскольку ядро гана окружено плотной кольцевой зоной твердых частиц потому не видно. Однако, если слой помещен в полукруглую колонку с соответ-СТВ5ГЮЩИМИ коническим основанием и входным отверстием, продольное сечение слоя становится видимым через плоскую прозрачную переднюю стенку аппарата. Скорости частиц в фонтане могут быть измерены с помощью скоростной киносъемки. Вопрос о том, действительно ли поведение твердой фазы в полусекцион-пом аппарате совпадает с поведением фонтанирующего слоя в колонне обычного типа был экспериментально изучен сравнением данных, полученных для различных условий в аппаратах [c.69]

Единственная теоретическая попытка, касающаяся определения устойчивой формы ядра в более сложной, самой нижней части слоя, была сделана Волпицелли и др. [252], применившими гельм-гольцевский анализ неустойчивости для роста возмущения на межфазной границе между двумя потоками. Такой подход к этой задаче возник из обнаруженного ими факта, что возмущения развивались у дна фонтанирующего слоя и поднимались волнообразно вверх. Анализ привел Волпицелли и др. к выводу о том, что саморегулирование диаметра фонтана в области над входным отверстием происходит таким образом, что горизонтальная скорость движущихся вниз твердых частиц кольцевого слоя в этой области остается ниже определенного максимального значения, которое близко к значению, полученному при гравитационном течении твердых частиц сквозь отверстие в дне расходящегося бункера. На основании этого они рассчитали, что искажение ядра фонтана должно возникать в непосредственной близости от входного отверстия. [c.106]

Чтобы сэкономить расход энергии при пуске аппарата, Воуэрс с сотрудниками предложили использовать вертикальную трубку, расположенную по оси смесителя от входного отверстия для воздуха до зеркала слоя или выше. Трубка диаметром, равным 1/8 диаметра колонны, снабжена по всей высоте щелями или отверстиями, которые могут закрываться во время вращения такой же концентрически расположенной трубки с отверстиями, не совпадающими с отверстиями первой трубки (рис. 11.13). Пока слой загружается в аппарат, трубки закрыты и открываются только после того, как установится поток воздуха через центральную трубку. После того, как отверстия открываются и частицы из кольцевого пространства могут попадать в трубку, поток твердого материала становится таким же, как в нормальном фонтанирующем слое, т. е. без центральной трубки. Однако ограничение поверхности раздела кольцо — ядро приводит к некоторому уменьшению степени перемешивания. [c.213]

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]