Модель из слоя зернистых, материалов

Изучение псевдоожиженных систем на первом этапе их развития состояло в накоплении данных о взаимосвязи тех или иных факторов, их влиянии на ход осуществляемого процесса, в статистической обработке опытных данных и аппроксимации их эмпирическими формулами. Теоретическое описание этих сложных систем натолкнулось на большие трудности, попытки преодоления которых предприняты в самые последние годы. Только в истекшие 10—12 лет, наряду с экспериментальными исследованиями, были предложены физические модели отдельных явлений в псевдоожиженном слое зернистого материала и дано их математическое [c.9]

По другим представлениям, неидеальный поток можно считать состоящим из последовательно и параллельно соединенных участков с разными режимами движения жидкости смешанные модели). Ряд моделей оказывается полезнее для объяснения отклонений характеристик потока в трубчатых реакторах или в стационарных слоях зернистого материала от режима идеального вытеснения, в то время как другие модели позволяют удовлетворительно описать отклонения характеристик аппаратов с мешалками от режима идеального смешения. [c.257]

Сложность. моделей также различна. Например, стационарные слои зернистого материала или трубчатые аппараты могут быть [c.257]

В начале раздела рассмотрена диффузионная модель, а затем модель последовательно соединенных аппаратов. Эти модели достаточно полно характеризуют процессы в трубчатых аппаратах и в аппаратах со стационарным слоем зернистого материала. В конце главы описаны смешанные модели, которые используют для анализа потоков в реакторах всех других типов. [c.257]

Элементарные процессы, лежащие в основе диффузионной модели и ее математического выражения [уравнение (IX,22)], носят статистический характер и обычно наблюдаются на относительно, небольших участках реактора. Поэтому диффузионная модель, как правило, достаточно удовлетворительно описывает поток, не очень сильно отличающийся от потока идеального вытеснения. Такие потоки характерны для реакторов с неподвижным слоем зернистого материала и трубчатых реакторов большой длины, где они прямолинейны. [c.259]

Дэн и Лапидус изучали неизотермический неидеальный поток в реакторах с неподвижным слоем зернистого материала при помощи модели, состоящей из последовательных проточных реакторов идеального смешения. Их модель представляла собой двухмерную сеть реакторов различного объема и служила для описания характеристик реального трехмерного аппарата. Так как концентрация веществ при переходе из одного элемента модели в другой изменялась дискретно, разработанная модель оказалась особенно удобной для исследования процесса на цифровых вычислительных машинах. [c.278]

Таким образом, при изучении некоторой реальной ситуации необ- ходимо сначала стремиться к простейшей модели, согласующейся с опытными данными и в которой наличие тех или ины с зон вытекало бы из действительных условий движения жидкости в реальном аппарате. Тогда параметры этой модели будут иметь конкретный физический смысл и могут быть рассчитаны независимыми методами. Одним из примеров такого подхода может служить разработка модели псевдоожиженного слоя зернистого материала. [c.283]

Ниже кратко рассмотрено применение смешанных моделей для описания характеристик потока и определения степени превращения в аппаратах двух широко распространенных типов реакторах с мешалками и реакторах с псевдоожиженным слоем зернистого материала. [c.284]

Однопараметрические модели можно использовать при исследовании аппаратов, в которых режим движения потока незначительно отличается от режима идеального вытеснения. Такие модели обычно применяют при изучении процессов, протекающих в трубчатых реакторах и в реакторах с неподвижным слоем зернистого материала. Модели, характеризуемые числом параметров более двух, хотя и раз-294 [c.294]

Квазигомогенная модель. Если при исследовании кинетики процесса найдено, что линейная скорость реакционной смеси не влияет на скорость реакции, то можно принять, что стационарному катали-, тическому процессу в слое зернистого материала соответствует квазигомогенная модель. В противном случае необходим специальный анализ каждого конкретного процесса на основе детального анализа физической обстановки. Иногда надо учитывать неоднородность слоя, неравнодоступность внешней поверхности, наличие застойных зон и др. Для нестационарных процессов область применения квазигомогенной модели также сужается. [c.483]

Рис. 4, Распределение скоростей возду.ха в слое зернистого материала в модели 1 при разных расходах воздуха.

И 2 для условий начала выноса прн неподвижном слое зернистого материал, 1 —модель 1, разные фракции катализатора 2 — модель 2, пшено. [c.133]

Характер зависимостей (1 —е)=/(ш) и (1 — е) =/(д //1о) можно объяснить исходя из следующей модели процесса. Зернистый материал попадает в зону фонтана из периферийной зоны и выносится газовым потоком из слоя. Считая приближенно, что зона фонтана имеет цилиндрическую форму, можно составить следующее уравнение расхода твердой фазы [c.142]

Следует отметить, что барботаж газовых пузырей через псевдоожиженный слой определяет некоторые важные свойства псевдоожиженного слоя. Так, движение пузырей обусловливает движение твердых частиц. Каждый пузырь захватывает в своей кильватерной зоне некоторое количество твердых частиц и переносит их в вышележащие участки псевдоожиженного слоя. Такой восходящий поток твердых частиц компенсируется нисходящим движением твердых частиц в других местах псевдоожиженного слоя [32, с. 122 89]. Движение пузырей обусловливает также проскок ожижающего агента через исевдоожиженный слой без достаточного контакта с твердыми частицами и определяет в значительной мере степень превращения при осуществлении в псевдоожиженном слое гетерогенных каталитических реакций, степень улавливания целевого компонента при адсорбции и т. д. Поэтому анализ движения пузырей является важным этапом в построении физически строгих моделей химико-технологических процессов, осуществляемых в псевдоожиженном слое зернистого материала. [c.116]

Так, к идеальному вытеснению близок поток жидкости или газа через достаточно длинный аппарат, заполненный слоем зернистого материала (насадочная колонна, реактор с неподвижным слоем катализатора, шахтная печь). Зернистый слой интенсивно выравнивает поток. В меньшей степени можно применить эту модель к потоку в пустой трубе, особенно в ламинарном режиме (см. раздел 11). [c.133]

Режим в потоках большого диаметра при движении жидкости или газа через неподвижный слой зернистого материала (например, катализатора), несмотря на понижение линейной скорости течения у стенок, можно отнести к идеальному вытеснению. Протекание ХТП в потоке газа или жидкости, движущихся в длинных трубках небольшого диаметра, также может быть описано с использованием модели идеального вытеснения, особенно если скорость химической реакции невелика, [c.119]

Недавно несколько исследователей независимо друг от друга предложили модель, получившую название модели противотока с обратным перемешиванием. В основе модели лежит представление о том, что за счет подъема газовых пузырей часть твердых частиц перемещается вверх, при этом соответственно возникает нисходящий поток остального зернистого материала в псевдоожиженном слое. Скорость нисходящего движения непрерывной фазы может быть достаточно велика, чтобы вызвать нисходящий [c.267]

Распределение потока перед слоем катализатора. Схемы ввода потока в слой катализатора показаны на рис. 4.30. Отметим два характерных явления. Резкое расширение сечения потока на входе в аппарат приводит к появлению отрывных течений, возникновению циркуляционных токов и, как следствие, к неоднозначному по сече- нию распределению потока перед слоем. Скоростной напор потока, выходящего из подводящей трубы, приводит к ярко выраженному I факельному распределению скорости в слое (рис. 4.30,6). Оба этих явления приводят к неоднородности течения потока перед слоем. Неоднородность распределения по сечению потока выразим через распределение по радиусу аппарата перепадов полных давлений Д р в слое в виде отношения Д p на 1-м радиусе г,- и Д Рц в центре или Д р р среднего по всему сечению [309]. Неоднородность распределения потока по сечению слоя зависит от гидравлического сопротивления слоя, выраженного через параметр Эйлера Ец л = А р . /р, и геометрических размеров надслоевого пространства, выраженных в виде отношений с /0 и Н/О (на рис. 4.30,а). Некоторые результаты расчетов представлены на рис. 4.31 [310]. Эксперименты были проведены на модели диаметром 400 мм в следующем диапазоне изменения параметров (1/0 = 0,125- 0,5 Н/О = 0,1 - 0,7 ЕЦе = 60 f 365 при Ке> 104. Измерения показали, что наиболее значительное влияние на распределение потока оказывают следующие параметры ё/О и сопротивление зернистого материала Еи л. Изменение высоты надслоевого пространства (Н/О) оказывает слабое влияние на распределение потока перед слоем. Уменьшить неоднородность распределения потока по сечению слоя можно увеличением сечения входного патрубка ( /О > 0,5) или подсыпкой зернистого слоя перед катализатором (рис. 4.32). Первый вариант конструктивно не всегда удобен. Во втором варианте при Еи л > 600 гидравлическое сопротивление уже не влияет на распределение потока (область автомодельности), однако требуются значительные затраты энергии. Кроме того, вследствие скоростного напора струя [c.231]

Поток с застойной зоной зернистого материала может возникнуть в ПС при скоростях ожижающего агента, близких к скорости начала псевдоожижения и о. Из-за неравномерного газораспределения в слое возникает зона (на рис. 8.22, а — заштрихована), плохо доступная газовому потоку. Скорость газа в ней ниже и о, так что частицы здесь неподвижны (или малоподвижны) обмен частицами между застойной зоной и остальным слоем затруднен. В аспекте структуры потока твердого материала (ТМ), непрерывно вводимого в аппарат и выводимого из него, в рассматриваемой ситуации на ИП псевдоожиженного ТМ в основной области слоя наложено существование застойной зоны со слабым перемешиванием твердых частиц. Такая модель будет характеризоваться двумя параметрами долей объема слоя, запетого застойной зоной, и скоростью обмена твердыми частицами между этой зоной и основньш потоком ТМ. [c.641]

Влияние скорости движения слоя на вынос катализатора дымовыми газами изучалось на моделях 1 и 2. Для этого при постоянных расходах воздуха замерялось количество зернистого материала, вынесенного из моделей при разных скоростях движения слоя. [c.130]

Пористость слоя определялась путем отсекания зернистого материала в рабочем объеме моделей и взвешивания его. Результаты определения пористости в двух моделях при разных скоростях движения слоя пшена показали, что пористость слоя [c.130]

Другой причиной уменьшения выноса с увеличением скорости движения слоя является то, что увеличение скорости движения слоя препятствует повышению уровня катализатора под желобами. Как отмечалось выше, воздух поступающий под желоб, вносит с собой частицы зернистого материала, что способствует нарастанию слоя под желобом. При увеличении скорости движения слоя возрастает количество зернистого материала, уходящего из-под желоба в единицу времени, вследствие чего уровень слоя под желобами снижается, что в свою очередь уменьшает вынос из модели. [c.132]

Изучено влияние подачи зернистого материала путем пневмотранспорта на размеры застойных зон по периферии слоя. Опытная модель (рис. ХП1-9) представляла собой царгу 1 из органического стекла диаметром 600 мм, к которой снизу крепился конус 5 с перфорированной распределительной решеткой 2 (доля живого [c.587]

Опыты были проведены в модели диаметром 100 и высотой до 500 мм. Воздух подавался в нижнюю часть аппарата. Были использованы два вида зернистого материала — шероховатые шариковые частицы промышленного катализатора с размером частиц от 2,0 до 3,2 мм ( ср = 2,8 мм) и полированные стальные шары d = 2,0 мм. Порозность слоев составляла соответственно 0,305 и 0,320, а соотношение Did — 36 и 50. [c.96]

Модель полного смешения применяют также для технических расчетов реакторов в систе ме газ — жидкость с интенсивным раз-брызгивание.м жидкости потоком газа (аппараты типа трубы Вентури и с центробежным разбрызгиванием), а также в пенпых аппаратах небольших размеров. К режиму смешения по твердой фазе (а в определенных условиях и по газовой) относят реакторы с кипящим слоем твердого зернистого материала печи, контактные аппараты небольших разме-. ров. Модель смешения можно использовать при моделировании реакторов циклонного типа, например циклонных печей для сжигания серы и обжига сульфидных руд. [c.89]

Известны две простейшие модели зернистых систем — модели чередующихся плоских слоев твердого материала и среды В одной из них чередующиеся плоские слои расположены параллельно направлению теплового потока, в другой — перпендикулярно. Эффективные теплопроводности таких систем математически описываются соответственно [c.24]

Все работы в МИХМе были направлены на развитие первой, или фильтрационной модели. Эта модель, естественно, приводит к определению нижней границы псевдоожиженного состояния (критической скорости псевдоожижения). Сопротивление неподвижного слоя зернистого твердого материала в несколько обобщенной форме может быть выражено уравнением [c.5]

Выше (стр. И) указывалось, что математический эксперимент [27] тоже дал значение Т = 1,5 для слоя шаров с е = 0,4, однако, с повышением порозности значение Т уменьшалось. В разделе П. 5 сопоставлены значения констант К в уравнении (11.32), полученные на основании обширного экспериментального материала с теоретическим значением К = 4,5 результаты этого сопоставления показывают удовлетворительную применимость значения К = 4,5 для оценки сопротивления зернистого слоя на базе представлений капиллярной модели. [c.36]

Экспериментальное определение интенсивности перемешивания жидкости. Гидродинамическая модель потока вытеснения с диффузией при соответствующих условиях удовлетворительно описывает течение реальных жидкостей в трубчатых аппаратах и в неподвижных слоях зернистого материала. Экспериментальное исследование таких аппаратов показало, что интенсивность продольной диффузии в них, выраженная безразмерным параметром 01иЬ, хорошо согласуется с гидравлическими и динамическими свойствами системы. Связь указанного параметра с другими критериями, характеризующими режимы работы подобных аппаратов, представляющие наибольший интерес, графически изображена на рис. 1Х-24—1Х-26 . [c.269]

При нахождении характеристик основных промышленных реакторов — трубчатых, с неподвижным и с псевдоожиженным слоем зернистого материала только для аппаратов первых двух типов нужно принимать во внимание неизотермичность протекающих в них процессов. Наилучшей моделью, позволяющей описать движение потоков в указанных реакторах, является модель вытеснения с продольной и радиальной диффузией вещества и тепла. Различные частные диффузионные модели, которые могут быть применены в данном случае, разработаны и проанализированы Бишофом и Левеншпилем Они вывели также общее выражение для связи продольной и осевой диффузии вещества в трубчатых аппаратах и в реакторах с неподвижным слоем зернистого материала. Вопросы соотношения радиальной и продольной диффузии тепла в зернистом слое изучали Яги Куни и Смит . Некоторые общие вопросы указанной проблемы рассмотрены Фроментом [c.276]

Распределение воздуха в слое изучалось в неподвижном слое зернистого материала, что обеспечивало неизменность пористости слоя. Удельный расход воздуха, отнесенный к горизонтальному сечению желобов, изменялся от 0,51 до 0,67 м /м сек, что соответствовало скорости в свободном сечении модели от 0,13 до 0,17 м1сек. [c.128]

Распределение скоростей потока в слое зернистого материала приведено на рис, 4, Кривые распределения скоростей воздуха имеют одинаковый характер для всех расходов воздуха и для обоих сечений модели и имеют такую же форму, как кривые распределения дымовых газов по длине газовыводных желобов. Они имеют седлообразный вид с максимальными скоростями возле стснок и с минимальными в средней части сечения, что подтверждает предположение о прохождении максимального количества воздуха вдоль стенок регенератора, [c.128]

Перенос теплоты за счет лучистого теплообмена между поверхностями частиц материала обычно становится заметным при 7 400°С. Чаще всего лучистый перенос теплоты в зернистых слоях описывается по аналогии с теплопроводностью через формально вводимый коэффициент лучистой теплопроводности Яд = = сгофТ" (где сто — излучательная способность черного тела ф— коэффициент, зависящий от лучеиспускательной способности частиц, состояния их поверхности, геометрической конфигурации излучающих поверхностей в слое). Обычно геометрическая конфигурация учитывается на основе расчета взаимной облученности поверхностей частиц при той или иной модельной укладке частиц в слое. Для анализа принимаются регулярные модели параллельных или последовательно-параллельных элементов твердой и газовой фаз, допускающие в той или иной степени аналитическое решение задачи. В ином предельном варианте слой зернистого материала рассматривается как- неупорядоченный, что допускает использование при расчетах %э методов статистического анализа [51]. [c.150]

Вынос катализатора из газовыводных устройств регенератО(ра изучался на моделях 1 и 2. Катализатор, вынесенный из модели, улавливался в специальных коробках-уловителях, прикрепленных к концам газовыводных коллекторов. При продувании воздуха через зернистый слой наблюдается следующая картина. Зернистый материал под желобами образует двускатную поверхность под углом естественного откоса, которая сохраняет свои контуры при небольших расходах воздуха. [c.129]

Уменьшение выноса зернистого материала при увеличении скорости движения слоя может быть объяснено совместным воздействием ряда факторов Одним из них является увеличение пористости слоя при возрастании скорости его движения. Так как в литературе отсутствуют данные о характере изменения пористости слоя в зависимости от скорости движений, были проведены специальные опыты на плоских прозрачных моделях, имеющих масштаб 1 5 (модель 3) и 1 2,5 (модель 4). Обе модели имели одинаковое внутреннее устрсйство кроме желобов, в них имелись трубки, моделирующие змеевики регенератора. [c.130]

Скоростд оёижения слоя. мм/С9к Рис. 6. Зависимость выноса зернистого материала от скорости движения слоя. Модель 1. [c.131]

Характер движения псевдоожижающего агента через слой дисперсного материала отличается значительной сложностью, и для таких процессов, в которых необходимо вычисление степени отработки сплошной фазы (например химические реакции на зернистом катализаторе), используются [27] двухпараметри-ческие модели, учитывающие не только наличие в псевдоожи-женном слое газовых пузырей, но и динамику их движения и интенсивность массообмена между пузырями и основным фильтрующимся потоком газа. В большинстве других массообменных процессов, конечной целью которых является отработка дисперсной твердой фазы, оказывается возможным использовать более простые модели, характеризующие поведение и время пребывания взаимодействующих фаз в рабочем объеме массообменных аппаратов. [c.78]

Для создания оптимальных условий ионообмена необходимо своевременно удалять продукты ионообменной реакции иа реакционной зоны. В связи с этим больщинство ионообменных процессов рекомендуется проводить при направленном взаимном перемещении газа и ионита, чтобы массообмен соответствовал модели реактора идеального вытеснения. Подобное динамическое взаимодействие на практике достигается за счег фильтрования газа через аэродинамически зажатый слой зернистого ионита, ионитового порошка или волокнистого материала через взвешенный слой зернистого ионита через про-тивоточно перемещающийся слой ионита. [c.85]

Чирко М. С. и др. Математическая модель конвективной сушки влажного зернистого материала в высоком плотном слое. Минск АН БССР, Редколлегия ИФЖ Деп. 2881—83. [c.113]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология