ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дальнейшее развитие модели Дэвидсона из "Промышленное псевдоожижение" Первым шагом в разработке общей теории псевдоожиженных слоев была попытка учесть факт подъема отдельных пузырей. Начало этому было положено работами Дэвидсона, чья изящная модель Зачитывала движение газа и твердых частиц, а также распределение давления вокруг поднимающихся пузырей. Впоследствии модель была расширена и дополнена. Об этом речь пойдет ниже. [c.107] Этих допущений и граничных условий достаточно, чтобы представить характер движения частиц и газа, а также распределение давления в окрестности поднимающегося пузыря. Так допущение 2 позволяет описать характер движения частиц на основе теории потенциальных течений. Это дает возможность найти общее распределение давления, пользуясь граничными условиями и другими допущениями. [c.108] На рис. 1У-3, а показаны линии тока в системе координат, связанной е пузырем. [c.109] На рис. 1У-3, б приведены линии тока в лабораторной системе координат. [c.109] Из допущения 3 следует, что распределение давления вокруг пузыря должно соответствовать уравнению Лапласа. [c.109] Есть основания предполагать, что газовый поток пронизывает пузырь снизу вверх. Это подтверждается расчетным профилем скоростей газа (рис. 1У-5). [c.110] Это означает, что при максимальном поперечном сечении пузыря объемный поток через него в двухмерном слое составляет 2и /, а в трехмерном слое — Зи . За одно и то же время через пузырь протекает в 2—3 раза больше газа, чем через эквивалентное сечение плотной фазы. Через стационарный пузырь протекает только свежий газ в случае медленно поднимающихся пузырей — это частично рециркулирующий газ, а для быстрых пузырей весь газ циркулирует между облаком и пузырем. [c.111] Оценка модели Дэвидсона. Теория Дэвидсона объясняет устойчивость пузырей наличием восходящего движения газового потока, препятствующего разрушению свода пузыря она объясняет также, почему газ в пузыре может сохранять свой состав, проходя сквозь слой, практически не взаимодействуя с остальным газом. [c.111] На рис. IV-6 хорошо видно различие между газом в пузыре и в облаке вокруг него, что позволяет провести сопоставление с теоретическими расчетами (см. рис. IV-5). [c.111] На рис. IV- изображено течение газа через искусственный стационарный пузырь. В соответствии со сделанным предсказанием, весь газ, находящийся на расстоянии до одного диаметра от оси пузыря, течет сквозь пузырь, поскольку это для него путь наименьшего сопротивления. [c.112] Фотоснимок двухмерного пузыря окруженного облаком [8]. [c.112] На рис. 1У-8 представлены результаты замеров распределения давлений в окрестности пузыря характеристики те же, что и на рис. 1У-4. [c.112] При всех своих слабостях модель Дэвидсона обладает неоспоримыми достоинствами ясностью предпосылок, пресказательной силой. Она вносит существенный вклад в дальнейший прогресс наших знаний. [c.113] Наиболее значительное расхождение экспериментов с теорией Дэвидсона определяется тем, что форма нижней части пузыря не сферическая, а вогнутая (см. рис. 1У-2, 1У-6, 1У-7) вследствие того, что в нижней части пузыря давление меньше, чем в окружающей плотной фазе. Вследствие этого газ увлекается внутрь пузыря, что ведет к неустойчивости, частичной деформации пузыря и возникновению позади него турбулентного перелгешивания. Этим объясняется некоторая утечка газа из пузыря в его хвостовую часть, заметная на рис. 1У-6. Турбулентность обусловливает восходящее движение частиц за пузырями и образование так называемого шлейфа (это явление подробно обсуждается в гл. V). [c.113] На рис. 1У-9 показано, как под влиянием проходящего пузыря частицы перемешиваются и просыпаются вниз. Роу и Партридж [10] считают, что это и есть первичный механизм перемешивания частиц в развитом режиме псевдоожижения. [c.113] Тщательные измерения облака пузыря [9], показали, что его толщина составляет примерно 2/3 величины, предсказываемой по теории Дэвидсона. [c.113] Ряд исследований [И] позволил несколько видоизменить модель Дэвидсона и предложить свою, пузырьковую модель (рис. 1У-10), лучше согласующуюся с опытом, но более громоздкую. Был также выдвинут компромиссный подход к трактовке пузырей [12]. [c.113] Хираки с сотрудниками [13] использовал эффект Тиндаля для обнаружения дисперсных частиц, освещенных тонким пучком света Кобаяши с сотрудниками [14] измерил чувствительным микрофототранзистором объемную плотность поднимающихся пузырей (см. рис. 1У-И) все эксперименты показали, что в фазе пузырей содер жится примерно 0,2—1% твердых частиц. [c.115] Этот факт можно объяснить, исходя из теории Джексона, которая предполагает существование вокруг верхней границы поднимающегося пузыря тонкого слоя более высокой порозности. Это приводит к потенциальной неустойчивости близлежащих частиц, которые могут легко отрываться от границы и просыпаться внутрь пузыря. На рис. 1У-12 видны сталактиты из таких просыпающихся частиц, сфотографированные в двухмерном слое [15]. Однако, Тоэи [7] подчеркивал, что причиной подобного эффекта могут быть различные препятствия и даже тонкие проволочки емкостных датчиков (рис. 1У-13). [c.115] Вернуться к основной статье