Cтраница 3
Найденные таким методом радиальные профили в верхней части фонтанирующего слоя приведены на рис. XVII-12. Значения коэффициентов теплоотдачи в ядре фонтана, составляющие 227 - 273Вт / ( м2 - К) [ 195 - 235 ккал / ( м2 - ч - С) ], - величины того же порядка, что и в случае псевдоожижения материалов аналогичных размеров м; 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. [31]
Псевдоожижение в плотной фазе обычно ассоциируется с неоднородными-системами, возникающими при использовании газов в качестве сжижающего-агента. Для жидкостного псевдоожижения характерны плавное расширение слоя и монотонное увеличение порозности от smf до 1 - в диапазоне от скорости начала псевдоожижения Umf до скорости витания Ut. В случае псевдоожижения газами расширение слоя ограничено и при скоростях, превышающих Umf, появляется фаза пузырей, выделяющихся из плотной фазы и практически не содержащих твердых частиц. С возрастанием скорости газа объем плотной фазы, изменяется незначительно, но перемешивание в слое становится более-интенсивным и количество газа, проходящего через слой в виде пузырей, повышается. [32]
Величина ut / umf является также показателем максимально возможной высоты псевдоожиженного слоя. Это объясняется тем, что вследствие падения давления по высоте слоя увеличивается скорость прохождения газа через слой. Эти соображения о максимальной высоте слоя нельзя применить для случая псевдоожижения капельной жидкостью, так как плотность жидкости остается по существу неизменной. [33]
В таких аппаратах скорость фильтрации изменяется по высоте слоя. Так, например, в конических, расширяющихся кверху аппаратах она увеличивается книзу. Пока конический слой псевдоожижен сравнительно однородно ( псевдоожижение капельными жидкостями, случаи псевдоожижения газами при малом угле раскрытия конуса и малых числах псевдоожижения) тенденция к скоплению мелких частиц вверху, а крупных - внизу много сильнее, чем в слое постоянного сечения. [34]
Двухфазная модель псевдоожижения предполагает, что при ю со весь избыток ожижающего агента ( газа) проходит через слой в виде пузырей, а через раздвинутую этими пузырями плотную фазу проходит с той же скоростью WKp, как и при начале псевдоожижения. Подъем пузырей является основной причиной движения потоков твердой фазы в слое. Двухфазная модель дает качественное и полуколичественное объяснение того, что в случае псевдоожижения газами при ю 3 со режим кипения слоя становится резко неоднородным. [35]
Явление сегрегации частиц по р-азмерам в слое, псевдоожижен-ном водой, известно давно из. Оседание крупных частиц вниз и концентрация мелких частиц того же материала в верхней части псевдоожиженного слоя, как известно, происходят и в случаях псевдоожижения газами, пока нет интенсивного перемешивания слоя. В первоначально однородном псевдоожижен-ном слое появляются небольшие каналы, и по ним мелкие частицы уносятся вверх. Так начинается процесс сегрегации. По мере его протекания нижняя часть слоя может в такой мере лишиться мелких частиц, что псевдоожижение в ней прекратится. [36]
В псевдоожижен ном слое благодаря большой объемной концентрации сравнительно мелких частиц, несмотря на небольшие эффективные коэффициенты теплообмена, тепловое равновесие ( выравнивание средних температур газа и материала) достигается уже на небольшом расстоянии от низа псевдоожиженного слоя. Поэтому для псевдоожиженных слоев высотой более 20 - 30 диаметров частиц, по-видимому, нет необходимости в кинетическом расчете теплообмена материала со средой, а можно ограничиться статическим балансовым расчетом, принимая, что температура газов, выходящих из псевдоожиженного слоя, будет равна температуре материала в слое, если исключить случаи плохого, неполного псевдоожижения. Значительную высоту слоя в существующих конструкциях сушилок с псевдоожиженным слоем выбирают иногда с тем, чтобы легче избежать комкования материала и нарушения псевдоожижения, возникающего, если в каком-либо месте слоя скопляется только влажный подаваемый материал, склонный к слипанию. [37]
Рассматриваются установившиеся механические процессы в двухфазных системах жидкость-твердые частицы, встречающиеся, например, в химических реакторах при проведении гетерогенно-каталитических реакции. Для описания этих процессов предлагается модель двойной сплошной среды идеальная жидкость-упругопластическое, тело. Сформулированы уравнения, описывающие основные состояния таких систем. В случае псевдоожижения сплошная среда, соответствующая твердым частицам, определяется как пластическая среда, не выдерживающая растягивающих напряжений. Проанализированы до конца некоторые конкретные краевые задачи. [38]
Равномерное псевдоожижение, описанное выше, обычно наблюдается для слоя, псевдоожиженного жидкостью, и редко встречается для слоя, псевдоожиженного газом. Причину тякого оазличия тоудно объяснить, но, возможно, это связа но с неравномерностью распределения газа. Как было показано, распределение давления очень чувствительно к нарушению однородности потока. Давление также чувствительно к изменению упаковки частиц и растет даже при небольшом начальном нарушении упаковки, а неоднородность, характерная для слоя псевдоожиженного гчзом, увеличивается. В случае псевдоожижения жидкостью ее значительная инерционность уменьшает склонность слоя к каналообразованию и нарушению распределения сил давления в слое. [39]
Поток жидкости, проходя отдельными струями по каналам между твердыми частицами, образующими неподвижный слой, оказывает динамическое воздействие на зерна твердого материала. Величина этого гидродинамического воздействия растет с увеличением скорости движения жидкости при ее подаче снизу вверх через слой зернистой загрузки вплоть до того момента, когда силы гидродинамического давления восходящего потока станут равны весу погруженного в жидкость слоя загрузки. При таком гидродинамическом равновесии твердые частицы получают возможность взаимного пуль-сационного перемещения, интенсивность которого зависит от скорости движения жидкости. С увеличением скорости восходящего потока слой теряет свое первоначальное устойчивое положение и начинает расширяться, переходя во взвешенное состояние. Расширение слоя загрузки сопровождается уменьшением концентрации твердой фазы в единице объема слоя, однако перепад давления в случае псевдоожижения мелкозернистого материала в цилиндрических аппаратах остается постоянным до тех пор, пока силы гидродинамического давления не станут больше веса единичной твердой частицы. Дальнейшее увеличение скорости жидкости приводит к уносу твердых частиц из слоя, что нежелательно для адсорбционных аппаратов с псевдоожиженным слоем. [40]