Никольский Б.П., Григоров О.Н., Позин М.Е. Справочник химика (Том 5) (1113399), страница 63
Текст из файла (страница 63)
Снижение давления объясняется тем, что в коническом аппарате высота слоя при увеличении порозности возрастает медленнее, чем его объем. Свободная поверхность слов имеет вогнутую форму в в периферийной зоне выше, чем в ядре. Полробнее о соотношении Ар!Арианл см. [1П.5). В зависимости от коиструкцпи аппарата, свойств зернистого материала и сиоростп фильтрации слой будет либо псевдоожнжаться, либо фонтанировать.
35. Фонтанирующим слоем называется такой слой, в центральной приосевой зоне котпрого проходит струя газа (жидкости); находящиеся в струе частицы твердого материала движутся вверх в режиме пневмотранспорта (стр. 451), а при выходе нз слон выпадают и опускаются в кольцевой зоне около стенки аппарата. В фонтанирующем слое происходит более интенсивная циркуляция тверлых частиц, чем в обычных псевдоожиженных слоях.
Максимальный перепад давления перед фонтанированием всегда меньше, чем при псевдоожиженни в коническо-цилиндрическом аппарате. Подробнее о фонтанирующем слое н других случаях каиалообразования см. [П1-5). твчннив глзл. плел илн жидкости чвввз слон зврннстого млтгииллл Основные эаконолшрносги для пгеадоожиженного глоз 40. Для ориентировочных расчетов среднего расширения слоев. псевдоожиженных жидкостями и газами, в зависимости от скорости фильтрации (исключая поршневой режим и вообще область сильных флуктуаций уровня) рекомендуется ннтерполяционная формула Тодеса, Горошке и Розенбаума [П1-5): 18 йе+ О,Зз йез )Одг Аг (Ш-60) 4!.
Для определения скорости фильтрации, обеспечивающей заданное расширение слоя, рекомендуегси обобщенная формула (Ш-60): Агел "з йе= (Ш.61) 18+0,61 1' Агел'тз Формулы (П1-60) и (П1-61) получены для предела устойчивости слоя беспорядочно засыпанных округленных частиц с пороаностью ее=0,4. Значения Аг и Ке сгс формулы (1П-3) и (Ш-5). 42. Скорость уноса нз аппарата потоком газа (жидкости) твердых частиц рассчитывается по тем же формулам, что и скорость свободного осаждения илн витания о~дельной округленной частицы [формулы (П1-1) — (П1-25)). Для расчета юг часто применяется формула Тодеса: Аг 18+ 0,61)' Аг Эта формула получается из выражения (П1-61), если подставить в него значение порозности в=!. 43.
На ркс. 1П Я представлена графическая зависимость Су=)(Аг, е) для ясевдоожиженного слоя [Ш-!1) Рисунок позволяет определять снорость потока юш необходимую для достижения заданной порозности псевдоожиженного слоя, состоящего нз шарообразных частиц лиамегром д„а также решать обРатную задачу, Характеристики лсевдоожиженного слоя 44. Порозность псевдоожиженного слоя практически может быть определена по формуле." 1'„— )гт а =- (Ш-63) ность слон. является высокая смаэывающая способность воды по сравненшо с газамн.
Однако при остроугольных частицах (осколках) возможно образование каналов даже в слое, приведенном во взвешенное состояние с помощью воды. 38. Неодноролнае, или негомогенное, псевдоожижение характеризуется неравномерным распределением твердых частиц в слое во всем диапазоне скоростей движущегося потопа от нкр до шг. Вто можно наблюдать главным образом прн псевдоожижении слоя твердых частиц газани. В атолл случае происхо. дит прорыв части газа через слой по каналам или в виде пузырей. причем вдали от стенки аппарата пузыри увеличиваются в объеме по мере подъема через слой, повышая тем самым его неоднородность.
Скорость подъема пузырей (обычно<! м/сек) ограничена и непосредственно не связана со скоростью фильтрации газа [Ш-5). ЗЯ. На степень неоднородности опоя влияют форма и состояние поверхности частиц, соотношение плотности твердых частиц и движущегося потока, диаметр частиц, скорость и свойства потока, а также тип гаэораспределительноп> устройства, расстояние от рассматриваемого уровня слоя до регпетки и пр.
(Ш-67) (Ш-68) Рис. Ш-9. Зависимость 1.у = 7 (Аг, е). 447 Ш. ГИДРОДИИАМИКА ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАПОВ ГВ'7 4 бвю 7 ПВВЮГ г С ВВЮ'г аВВМа г Ч ВВГааг а ВВЮ' г а ВВЮ Аг' течеииг. ГАЗА, пара или жидкости через слои зериистого материала где !'„, — объем псевдоожнженного слоя, ла; Ра — объем, занимаеыый только твердыми частицами, л', 45. Между высотой псевдоожиженного слоя и первоначальной высотой неподвижного слоя существует зависимостал гт (1 — в) =На (1 — аа) ж (Ш-64) где Н и я — высота и порозность псевдоожиженвого слоя; На и еа — высота и порозность исходного неподвижного слоя. 46.
Псевлоожиженный слой часто характеризуют так называемым числом псевдоожижения К г Ке шф К,„= — =— (Ш-65) Кекр шкр где шв и Ке — фиктивная скорость потока в л/сек, отнесенная к полному сечению аппарата, и соответствующий ей критерий Ке; и кр и Кеар — ирнтнческая скорость потока в м/сек, при которой неподвижный слой перехолит в псеадоожяжеиное состояние, и соответствующий ей критерий Ке. 47. Интервал чисел псевдоожижешгя, в котором может существовать псевдоожиженный спой: (Км) „Кег пг (Км)„„в К 'кр шкр (П1-66) где Йе„р — критерий Ке, соответствующий критичесиой скорости псевдоожиженпя [формула (Ш-56Ц; Кег — критерий Ке, соответствующий агоростгг уяоса одиночной частицы (формула (П1-62)).
Определяй Ке„р и Кег для монодисперсных слоев по формулам (Ш-56) и (П!-62), можно найти следуняцие зависимости. Длн очень мелких частиц или большой вяакости среды (Ах<20) г — Аг (Км)„а, 18 — ш — = 78 (Км)м 1400 Для крупных частиц нли малой вязкости среды (Аг > 10'): 1 — 1 "Аг — ш 8,5 (Км)макс (К ) к — Р Аг 5,22 Следовательно, для мелках частиц возможный интервал чисел псевдоожиженин оказывается больше, чем для крупных. Для полидисперсных материалов интервал возможных чисел псевдоожиження меньше, чем„например, рассчитанный по формулам (Ш-67) и (Ш-68) длн средних диаметров частиц. Это объясняется тем, что начало уноса частиц ггз аппарата определяется не средним их днаметром, а дпвметром самых мелких частиц слоя. 48.
При шяроком диапазоне размеров частиц полидисперсного слоя может сти оказатьсЯ, что и р большйх частвц бУдет выше, чем ш самых мелких г чаи — поэтому унос мелких частиц наступит раньше, чем псевдоожижение крупных, 49. Чн ело псевдоожижения К может служить критерием для сравнения Различных систем по интенсивности перемешиаания частиц слон. Рядом исслеслое ос ~ дователей (П1-7) установлено, что интенсивное перемешивание зерен в кипя щем уществляется уже при К„=2.
Оптимальные же числа псевдоомгижения (!ео»т = ш Аг» (Ш-69) Р Х О о" а йу дом/д Рнс. !П-10. График для определения ковффньцнента с нри расчета ' гидравлического сопротивления решетки. (1Н-73) (Ш-70) т х=е (111-74) 15 з»». ьы ш. гидродннлмикл зкриистых млтарнллов уст»навливаются практически для каждого технологического процесса и могут колебатьсн в значительных пределах. Так, например, оптимальные числа псевдоожижения в процессе теплопередачи от нагретой поверхности к кипящему слов для кварцевого песка (рь=2800 кг/м') [!П-!6]; с/„мк.....
140 198 215 428 515 650 1110 К,„ . . . . . . 12,5 7,5 6,8 ~7 2,26 1,98 1,28 1 Здесь до= '„тле ас — массовая даля С-й фракции, соответствуют,ч ас »»о Ис ь щзя оптовому размеру частиц Ис (дс определяется как полусумма размеров про. ходного н непроходного сит). Следует иметь в виду, гго при неоправданном увеличении К происходит прорыв через псевдоожнженный слой крупных пуаырей газа, которые могут ааполннть все сечение аппарата; прн этом устанавливается так называемое поршневое кипение слоя, что ухудшает контакт между фазами. Подробнее о факторах, влияющих на устойчивость псевлоожижеиня, см.
[Ш-5 — Ш-7]. 50. Оптямальный режим кипящего слоя можно определить из крнтериальной зависимости: Здесь Йео» вЂ” значение критерия Ке, при котором осуществляется оптимальный режим процесса; т и и зависят от особенностей технологического процесса. Например, для обжига в печах с ннпящим слоем оптимальный тепловой режим, т. е.
наиболыпая теплоотдача, обеспечивается прн следующей завькэьмости пьдродннамическнх параметров: )ььеоот = 0,12 Ага'З Об оптимальном режиме для полиднсперсных составов подробнее см. [Ш-16). Гидравлическое сопротивление лсгпдоажижгниога слоя 51. С момента перехода свободно лежащего неподвижного плотно~о слоя зернистого материала в псевдоожижениое состояние гидравлическое сопротивление слоя (или перепал давления Ьр,» в потоке, проходящем через псевдоожиженный слой), в аппаратах постоянного поперечного сечения и большого диаметра практьмескн становььтоя постоянным, не зависящим от расхода жидкости (газа). При неизменном числе твердых частиц в слое Лро» определяетсп по формуле: Ьрс» = Нд (рт — рс) (1 — г) = //ой (рт — ро) (1 — ео) и/м' где и — высота кипящего опоя, м; Ио — высота неподвижного слоя до псендо- ожнжепня, м; в — порозность кипящего слоя; зо — порозность неподвижного слоя до псевдоожнжения; р, — плотность твердых частиц, кг/м'! р, — плотность среды, кг/лд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
