ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ПРИЛОЖЕНИЕ А Безвихревое обтекание цилиндра или сферы из "Псевдоожижение твёрдых частиц" В приведенном выше анализе предполагалось, что единственным существенным диффузионным сопротивлением, лимитирующим массообмен, является сопротивление переносу вещества между стенками (оболочкой) пузыря и его ядром. Предполагалось также, что внутри непрерывной фазы не существует сопротивления переносу газа к поверхностп твердых частиц. Это предположение частично подтверждается данными изложенной выше теории и более непосредственно — экспериментальными данными по массообмену между газом и частицами (Чу [14], Ричардсон и Шекели [93 ], Рицетти и Тодос [90]). [c.142] Типичные опыты по массообмену состоят в псевдоожижении воздухом покрытых нафталином частиц и измерении скорости испарения нафталина. Чу [14] показал, что результаты такого рода экспериментов могут быть обобщены таким же образом, как и данные для неподвижного слоя частиц. Однако во всех случаях опыты проводились в очень тонких псевдоожиженных слоях, часто высотой лишь в несколько. миллиметров. [c.142] Из работы Ясуи и Иогансона [130], а также из работ, приве-деиных а предыдущих главах, следует, что эти тонкие слои должны содержать лишь очень мелкие пузыри. Можно ожидать, что в этом случае окажутся пригодными соотношения, применяемые для обработки данных по неподвижному слою. При проведении опытов с легко испаряющимися частицами можно получить какие-либо результаты, только работая с тонкими слоями. [c.142] При больших высотах слоев частицы и выходящий из слоя газ находятся в состоянии равновесия, и это является реальным подтверждением допущения об отсутствии диффузионного сои-ротнвления внутри непрерывной фазы. [c.143] Опыты по массообмену с очень тонкими слоями находятся в соответствии с наблюдениями Ясуи и Иогансона, упомянутыми в разделе 6.4, а. На первых нескольких миллиметрах над распределительной решеткой содержатся только очень мелкие пузыри, и в этой зоне слой действительно больше напоминает однородную систему, чем неоднородную. По этой причине при очень высоких скоростях реакций превращение на частицах катализатора в основном происходит в пределах этого небольшого участка на входе в слой, что приводит к более высокой степени превращения, чем это следует из вырал ения (6.9) или (6.19). [c.143] В связи с этим указанные выражения неприменимы для неограниченно больших значений к, хотя они остаются справедливыми при весьма больших к, как это можно видеть из рис. 37. Все это затрудняет изучение байпассирования газа в опытах по массообмену. [c.143] Например, при псевдоожижении частиц нафталина воздухом последний не содержал бы на выходе из слоя равновесной концентрации паров нафталина, если бы пузыри в слое были совершенно одинакового размера (в том числе и у самой распределительной решетки). В действительности же равновесие будет устанавливаться на первых нескольких миллиметрах над решеткой, и образующиеся несколько выше пузыри содержат воздух, уже имеющий равновесную концентрацию паров. [c.143] Таким образом, байпассирование газа не обнаруживается. Это указывает на специфическую особенность псевдоожиженной системы, заключающуюся в том, что массообмен в такой системе может казаться совершенным, и в то же время при осуществлении каталитической реакции, подобной разложению озона по Оркату, возможен заметный проскок непрореагиро-вавшего компонента через слой. [c.143] Физический смысл функции тока 11 аналогичен рассмотренному выше для случая двухмерного движения. Поток жидкости по направлению к началу координат через круг, образованный вращением точки Р вокруг оси у, равен 2я-ф. Из этого определения функции ф непосредственно вытекает выражение (А.4). Линии постоянных значений г ) являются, следовательно, линиями тока. [c.147] Эти уравнения отражают тот факт, что условия неразрывности и отсутствия вихревого движения должны удовлетворяться во всем объеме жидкости. [c.148] При этом скоростной потенциал ф и в данном случае обладает тем свойством, что скорость его изменения в любом направлении соответствует скорости жидкости в том же направлении. [c.148] Подставляя величины х = г sin 0 и у = г os 0 в (А.13) и (А. 14), можно показать, что они отвечают вырах ениям (А.7) и (А.8). Эти уравнения должны удовлетворять следующим граничным условиям 1) скорость на бесконечном удалении от цилиндра постоянна и равна W 2) при г = Ь радиальная составляющая скорости равна нулю. Очевидно, что условие (1) удовлетворяется уравнениями (А.13) и (А.14), поскольку при г- со имеем q)=W r os Q=Wy, и d(pfdy=W, а также —Wr sin 0 = -=—Wx и drp/dx =—W. [c.149] Условие (2), как легко показать, также удовлетворяется, так как при г = Ь из уравнения (А.13) получим дц /дг = 0, а из уравнения (А. 14) имеем ф = 0, так что поверхность цилиндра должна представлять собой линию тока. [c.149] Эта величина равна половине массы жидкости, вытесняемой сферой. Она характеризует инерцию, которую надо преодолевать, когда движение сферы сопряжено с ускорением жидкости. Величина М должна добавляться к массе сферы при расчете суммарной силы, способной вызвать это ускорение. [c.150] Вернуться к основной статье