ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура слоя вблизи стенки аппарата из "Аппараты со стационарным зернистым слоем" Структуры зернистого слоя в объеме аппарата и в непосредственной близости к ограничивающим стенкам или погруженным в слой поверхностям теплообмена несколько различны. Для встречающихся на практике случаев, когда отношение ап/ а 10, воздействие стенок сказывается и на структуру слоя в самом центре аппарата. [c.15] Основной обобщенной характеристикой структуры зернистого слоя является его порозность е в данной области. Это понятие локальной порозности не является столь простым и зависит от масштаба усреднения. Действительно, если мы будем уменьшать эту область, сводя ее к точке, то для точек, находящихся в промежутках между зернами, локальная порозность елок = 1, а внутри зерна елок == 0. Усреднение по йсему реактору дает среднее значение ё. Усреднение же по области, в несколько раз превышающей диаметр зерна, при хаотическом взаимном расположении последних приводит к значениям елок, отличающимся от ё в ту или другую сторону. [c.15] Для исключения влияния мелкомасштабных флуктуаций и получения определенного значения елок и дополнительного к ней значения объемной концентрации твердой фазы Олок = 1 — елок представительный объем V, для которого определяют а и е, должен быть достаточно велик и содержать большое число частиц п. В случае достаточно разреженных систем минимальный представительный объем Утш может быть оценен по известным методам статистической физики. По закону больших чисел относительная флуктуация от заключенного в этом объеме среднего числа частиц п при а С I, составляет [18] 1/ / . Следовательно, дл того, чтобы вызванные дискретностью флуктуации Ьn— Jn не превышали 0,01, т. е. 1%, требуется иметь объем V, содержащий в среднем не менее Я = 10 000 частиц. [c.16] Для концентрированных систем следует принять во внимание еще и степень их концентрированности, определяемую как отношение средней объемной концентрации зерен к максимально допустимой при самой плотной упаковке д = а/сттах. Как указывалось в разделе 1.2, для слоя из одинаковых шаров при максимально плотной упаковке етш = 0,259 = 0,26 и сгтах == = 1 — 0,26 = 0,74. Средняя же объемная концентрация при беспорядочной засыпке составляет а = 1 — 0,4 = 0,6 концентрированность такой засыпки равна дш = 0,6/0,74 — 0,81. [c.16] Для разреженных систем и л/п. [c.16] Зададимся допустимой (в плане точности измерений) флуктуацией, вызванной дискретностью зернистого слоя, не более 6 = 0,02, т. е. 2%. Тогда по (1.16) Птш == (1 — 0,81)/(0,02) = = 0,19/0,0004 — 500 зерен. Для менее концентрированного псевдоожиженного слоя шаров при а = 0,4 1 — 7=1 — 0,4/0,74 = = 0,34/0,74 = 0,44 и, следовательно, Птт 1100 частиц. Если измеряемый объем имеет форму куба или шара, то он должен содержать по ребру или диаметру 8—10 зерен. [c.16] Столь высокий статистический разброс в 13—18% естественно вызван малым числом частиц в представительном o6be fe n X 22). Поэтому, если мы хотим количественно охарактеризовать местные изменения порозности насыпанного слоя на расстояниях, меньших, диаметра зерна вблизи от стенки аппарата, следует выбрать ячейку усреднения достаточно вытянутую в остальных двух направлениях так, чтобы иметь в ней n 500. [c.17] Как следует из рис. 1. 7, для шаровых частиц влияние стенки на структуру слоя простирается на глубину 3—5 диаметров зерна и ослабевает до значения при сильном расширении слоя е = 0,80. Для фигурной насадки (седла Берля) это влияние стенки на структуру слоя проявляется значительно слабее и практически отсутствует уже при х = 12. [c.18] Результаты (8, стр. 143—1711 математического эксперимента в кубическом контейнере с различными значениями е. [c.18] Результаты физического эксперимента в цилиндрической колонне с шаровой (/ (201) н фигурной [2, (22]) насадками. [c.18] О и X—экспериментальные данные для шаров --расчет по (М7) прн т = 1. [c.19] Повышенная порозность у стенок аппарата облегчает проскок газа в пристенном слое, о чем пойдет речь в гл. П. [c.19] Вернуться к основной статье