Увеличение - порозность
Cтраница 3
Следует отметить еще одно отрицательное влияние перемешивания и увеличения порозности кипящего слоя по сравнению с неподвижным - это ухудшение избирательности для процессов, целевым продуктом которых является промежуточный продукт цени последовательных реакций. Средняя концентрация промежуточного продукта в объеме кипящего слоя вследствие перемешивания больше, чем в объеме неподвижного; во столько же раз больше и скорость превращения целевого промежуточного продукта в конечное, возможно, не нужное или вредное, вещество. Увеличение порозности кипящего слоя по сравнению с неподвижным отрицательно сказывается при гетерогенно-гомогенном ( в частности, цепном) протекании процесса, когда катализатор ускоряет реакцию получения целевого продукта, а в свободном объеме идут побочные реакции образования бесполезных или даже вредных веществ. В таких случаях обычный кипящий слой неприемлем и следует применять тормозящие устройства, уменьшающие степень перемешивания, снижающие размеры пузырей. [31]
Становится понятным и наблюдаемое из опыта увеличение размера пузырей при возрастании числа псевдоожижения. Увеличение порозности плотной фазы способствует увеличению эжек-ции газа из струи и, следовательно, понижению давления в каверне. В то же время увеличение порозности слоя облегчает проникновение в факел частиц слоя. Увеличение массы ускоряемых частиц приводит к большей потере импульса струи и, как следствие, к повышению давления в каверне и результирующему понижению области сужения факела. Аналогично объясняется и зависимость течения от размера и плотности частиц. Как отмечалось выше, поступающие в факел частицы подхватываются потоком газа и выносятся им в верхнюю часть каверны. При этом восходящее движение частиц имеет безвихревой характер, а их распределение по сечению струи зависит главным образом от инерционности частиц и площади сечения. Так, мелкие частицы, поступающие в сравнительно широкую струю, выносятся вверх преимущественно в слое, примыкающем к стенкам каверны. При уменьшении диаметра частиц уменьшается их число в ядре струи, т.е. понижается давление в каверне. С другой стороны, уменьшение диаметра частиц приводит к ослаблению эжекции и, следовательно, к некоторому повышению давления в каверне, которое компенсируется снижением давления, связанного с меньшей потерей импульса на движение частиц. В результате с уменьшением диаметра и плотности частиц область сужения факела смещается вверх. Напротив, достаточно крупные частицы, хотя и способствуют эжекции, проникают в центральную область струи ( если, конечно, последняя не слишком широка) и образуют жгут, локализованный по оси или плоскости симметрии струи. [32]
 |
Зависимость коэффициента А формулы Берн-штейна ( I, 49 от порозности слоя. [33] |
Величина А в формуле ( I, 49) зависит от порозности слоя. Как видно из рисунка, коэффициент А как функция от порозности проходит через максимум. Это объясняется тем, что с увеличением порозности растет свободная поверхность частиц, но падает истинная скорость при данном значении скорости, рассчитанной на полное сечение слоя. [34]
 |
Зависимость р частиц лигнина. [35] |
Это объясняется, конечно, не простым увр-личением числа контактов на единицу длины цепочки частиц, так как при сохранении порозности агрегата одновременно в квадрате увеличивается число параллельно включенных цепочек, что даже уменьшало бы сопротивление слоя. Дело, вероятнее всего, заключается в увеличении порозности агрегатов и уменьшении площади каждого контакта с уменьшением диаметра частиц. [36]
Коэффициент теплообмена стенки с данным псевдоожиженным слоем по мере увеличения скорости фильтрации потока проходит через характерный максимум. Примерный вид кривой аот / ( оУф) для псевдоожижен-ного слоя показан на рис. 10 - 1 а. Увеличение скорости движения частиц способствует росту аст, увеличение порозности оказывает обратное действие. При высокой скорости фильтрации скорость частиц шн становится настолько большой, что температура частицы за время пребывания в первом ряду не успевает существенно повыситься. [37]
 |
Влияние расширения слоя на скорость роста волны возмущения а и на фазовую скорость волны возмущения ( б для стеклянных шариков.| Физические параметры слоя стеклянных шариков, ожижаемых водой. [38] |
На рис. III-3, а и III-3, б показаны кривые роста и скорости распространения возмущений для ожижаемых во дои систем с тремя различными порозностями. Физические свойства этих систем-приведенные в табл. III-1, определены экспериментально для слоя стеклянных шариков диаметром 0 86 мм. Можно видеть, что скорость роста и скорость распространения возмущений возрастают при увеличении порозности, хотя доминирующее волновое число ( соответствующее максимуму и V) изменяется мало. [39]
Особый интерес представляет предложенное Эмерслебеном аналитическое решение уравнений Навье - Стокса для течения, параллельного круговым цилиндрам одинакового радиуса, расположенным в узлах квадратной решетки. Он представил квадратную решетку, образованную круговыми сечениями цилиндров, как набор контуров, на которых некоторая периодическая функция, а именно дзета-функция Эпштейна 2-го порядка [22], принимает постоянное значение. Это хорошо согласуется со значением k 7 3 из табл. 8.4.2. При меньших порозностях согласие хуже, но по мере увеличения порозности оно становится особенно хорошим. Как отмечалось выше, Хасимото [47] применил сходные периодические решения к исследованию разбавленных решеток сфер и цилиндров. В своем исследовании он использовал постоянную Маделунга, которая выводится из дзета-функции Эпштейна третьего порядка. [40]
Для решения задач теплообмена необходимо знать не только среднюю порозность слоя, определяющую среднюю высоту последнего. Важно иметь более подроб-ные сведения о структуре псевдоожиженного слоя. Выше мы останавливались на таких вопросах структуры псевдоожиженного слоя, как сепарация частиц по весу и размеру, и выяснили, чтоуж е из-за сепарации частит по размеру следует ожидать увеличения порозности по высоте сколько-нибудь полидиспероного слоя. Подавляющее большинство псевдоожиженных слоев в промышленной и даже лабораторной практике не являются строго монофракционными. Следует отметить, что если в интенсивно пульсирующем неоднородном псевдоожи-женном слое до поршневого режима это пульсационное движение препятствует сепарации, то затем картина меняется. За неустойчивым режимом в разреженном ( разбавленном) псевдоожиженном слое снова должна усилиться сепарация. Дело в том, что пульсации внутри довольно плотных агрегатов действительно способствуют увлечению мелких частиц вслед за крупными, в том числе и вниз. Но в сра: внительно однородно псевдоожиженном разбавленном слое, где частицы достаточно далеко отстоят друг от друга, подобное взаимодействие частиц сходит на нет и сепарация их по размерам должна снова улучшаться. Это подтверждается и опытом. [41]
Таким образом, из уравнения ( 336) следует, что величина коэффициента теплообмена кипящего слоя со стенкой ( а Кип) при увеличении скорости фильтрации проходит через максимум. Математически это определяется тем, что при увеличении скорости фильтрации увеличивается скорость движения частиц WM, но одновременно возрастает и порозность слоя / к. Физически это объясняется тем, что при больших скоростях WM температура частицы за-время пребывания в первом ряду у стенки не успевает существенно измениться и поэтому температурный напор практически остается неизменным; в то же время отрицательное влияние уменьшения числа контактирующих частиц при увеличении порозности и скорости фильтрации сохраняется полностью. [42]
Перенос теплоты из одной точки движущегося слоя в другую при наличии градиента температуры в принципе может быть описан с помощью механизма эффективной теплопроводности аналогично тому, как это делается для неподвижного слоя. На величину коэффициента эффективной теплопроводности слоя при его гравитационном движении положительно влияет перемешивание частиц в поперечном и продольном направлениях, периодическое разрушение застойных зон сплошной среды вблизи мест контактов частиц и проч. Эти эффекты, отсутствующие в неподвижном слое, увеличивают Кэ движущегося слоя по сравнению с неподвижным. С другой стороны, некоторое увеличение порозности движущегося слоя, особенно заметное вблизи стенки аппарата, во-первых, может уменьшить значение эффективной теплопроводности и, во-вторых, приводит к большей неравномерности в поперечном направлении, в частности к уменьшению кондуктивного переноса в пристенной области. [43]
 |
Распределение концентраций газов и температуры по высоте кипящего слоя графита крупностью 4 8 - 6 мм. [44] |
Как видно из этих графиков, в кипящем слое можно разграничить кислородную и восстановительную зоны ш-добно тому, как это имеет место в плотном слое. В то же время из графиков следует и отличие в ходе газообразования в кипящем слое. Циркуляция частиц, имеющая место в кипящем слое, приводит к выравниванию температуры по всему слою, что снижает интенсивность реакционного газообмена в кислородной и восстановительной зонах. Снижение интенсивности реакционного газообмена вызывается также увеличением порозности кипящего слоя. На снижение интенсивности реакционного газообмена в кипящем слое указывает значительное увеличение протяженности обеих зон. [45]
Страницы: 1 2 3 4