ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Псевдоожижеиный слой зернистых материалов из "Основные процессы и аппараты химической технологии Кн.1" Зернистому слою, псевдоол иженному газами, свойственна пульсация давления и порозности в отдельных точках с частотой от 1 до 10 в секунду, вызванная периодическим образование. газовых пузырей. Размер последних возрастает с увеличением диаметра твердых частиц, но уменьшается при добавлении к крупнозернистому слою порции более мелких частиц. В слое твердых частиц, склонных к агрегированию, при скоростях газа, незначительно превышающих образуются сквозные каналы (рис. 1-19, 5), через которые газ проходит без полного контакта с твердыми частицами. Эти каналы часто либо полностью исчезают при увеличении скорости газа, либо сохраняются лишь в основании слоя (у опорно-распределительной решетки). При высоких давлениях, когда плотности газа и твердых частиц соизмеримы, слой приближается к однородному. [c.81] При псевдоожижении зернистых материалов в коническо-цилиндрических и конических аппаратах с углом в вершине более 15—20 возможно образование фонтанирующего слоя (рис. 1-19, е). Здесь газ, проходя преимущественно в центральной зоне слоя, увлекает твердые частицы и фонтаном выбрасывает их к периферии, где они сползают вниз вдоль боковой поверхности. [c.81] Если ожижающим агентом является капельная жидкость, то после псевдоожижения слой постепенно расширяется и остается однородным вплоть до размывания свободной поверхности. В данном случае движение твердых частиц выражено слабее, вдоль оси слоя наблюдается более четкая их сепарация по размерам и плотностям. При псевдоожижении маловязкими жидкостями слоя тяжелых и крупных твердых частиц все же могут возникать пульсации давления и порозности. [c.81] Очень валяную роль в аппаратах с псевдоожиженным слоем зернистого материала играет конструкция опорно-распределительной решетки. К последней предъявляется ряд серьезных требований равномерное распределение ожижа-ющего потока по сечению аппарата и исключение образования застойных зон в слое предотвращение провала твердых частиц при внезапном уменьшении скорости потока минимальное гидравлическое сопротивление простота конструкции и легкость эксплуатации. Так как эти требования практически несовместимы, то предложено много конструкций решеток, приспособленных к отдельным технологическим процессам. [c.81] В слое (не считая решетки) от скорости ожижающего агента w (жидкости, газа) в незаполненном сечении аппарата. На рис. 1-21, а показана кривая идеального исевдоожижения моно-днсперсного слоя твердых частиц в аппарате постоянного поперечного сечения /j.. Восходящая ветвь ОА (прямая при ламинарном течении и кривая при других режимах) соответствует движению ожижающего агента через неподвижный зернистый слой. Абсцисса точки А w = w o) выражает скорость начала исевдоожижения. Горизонтальный участок АВ изображает псевдоожиженное состояние, характеризующееся равенством сил давления потока на слой твердых частиц и их веса здесь сохраняется Ар = onst. Абсцисса точки В выражает скорость начала уноса Wq. При скоростях W w o твердые частицы выносятся потоком, вес слоя падает и, следовательно, уменьшается Ар. [c.83] В реальных условиях кривая исевдоожижения (рис. 1-21, б) отличается от изображенной на рис. 1-21, а. Дело в том, что за пределами Wq величина Ар продолжает некоторое время расти в связи с затратами энергии на преодоление сил сцепления твердых частиц, а также на их трение со стенкой и между собой. После перехода слоя в псевдоожиженное состояние сопротивление его мгновенно падает до характерного уровня Ар. Значение пика давления Ап зависит от свойств твердых частиц, геометр ческой формы аппарата и конструкции опорно-распределительной рещетки. Так, в аппаратах постоянного поперечного сечения Ап — =. (0,05—0,15) Ар в конусных аппаратах Ап значительно выше. [c.83] Кривая псевдоожижения, показанная сплошными линиями на рис. 1-21, б, строится по сопряженным значениям Ар и w, непосредственно измеренным при постепенном увеличении ско-рости потока ожижающего агента в этом случае говорят о к р и. вой прямого хода. Если же строить кривую псевдо. [c.83] Заметим, наконец, что в результате неполного псевдоожижения слоя линия на участке от Wq до Wq может в реальных условиях оказаться не горизонтальной (пунктирные линии на рис. 1-21, б). [c.84] Здесь WQ — скорость начала псевдоожижения неподвижного слоя твердых частиц диаметром й и порозностью ео. [c.84] Уравнение (1.47) позволяет определить значение Reo == = w od/ K и, следовательно, искомое значение Wq. [c.84] Полидисперсный зернистый слой переходит в псевдоожиженное состояние не при одной фиксированной скорости ожижающего агента, а в некотором интервале скоростей от w a до w n. При скорости Wh, называемой скоростью начала взвешивания, переходят в псевдоожиженное состояние лишь самые мелкие твердые частицы. При w wl, в псевдоожиженное состояние постепенно переходят все более крупные частицы и, наконец, при скорости w ,, называемой скоростью полного псевдоожижения, весь слой становится псевдоожиженным. Заметим, что wa обычно выше скорости начала псевдоожижения монодисперсного слоя наиболее мелких частиц w m, а w n — ниже скорости начала псевдоожижения монодисперсного слоя наиболее крупных частиц а . Это явление объясняется тем, что крупные частицы препятствуют псевдоожижению мелких, но последние, наоборот, способствуют псевдоожижению крупных (играют как бы роль смазки ). В интервале Шн w wn сопротивление слоя плавно растет и становится постоянным при W w n (рис. 1-21, в). Скорости w , и w ti не поддаются теоретическому расчету и могут быть приближенно оценены по формуле (1.47а) по размерам мелких и крупных частиц. [c.85] Скорость начала уноса твердых частиц из монодисперсного псевдоожиженного слоя w не поддается точному расчету из-за ее сложной зависимости от множества факторов (размер и форма частиц, содержание и размеры газовых пузырей, профиль скорости потока ожижающего агента в надслоевом пространстве и др.). Явление еще больше усложняется в случае полидисперсного слоя. В связи с этим для приближенного определения щ принимают ее равной скорости витания (осаждения) одиночных частиц. Эту скорость, как уже известно, можно рассчитать для сферических частиц по общей формуле (1.43) Rea = w /i/v = = J/(4/30 Аг. [c.85] Подставляя значения I, соответствующие различным режимам движения (см. раздел 14), можно рассчитать искомые значения wq. в случае несферических частиц, как уже сказано ранее, вводят коэффициент их сферичности. Достаточно точные результаты расчета получаются также по формуле (1.43а), справедливой при всех режимах движения. Унос мелких частиц из полидисперсного слоя происходит при скоростях, несколько превышающих, а крупных частиц — при скоростях, несколько ниже их индивидуальных скоростей витания. Большое влияние на величину безвозвратного уноса твердых частиц из псевдоожиженного слоя оказывает высота надслоевого (сепарационного) пространства, где всегда присутствуют как мелкие, так и крупные частицы. Очевидно, при достаточной высоте надслоевого пространства будут уноситься преимущественно мелкие, а при недостаточной высоте также и крупные частицы. [c.86] Вернуться к основной статье