ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перемешивание частиц с позиций пузырьковой модели слоя из "Промышленное псевдоожижение" После того как перемешивание частиц рассмотрено и описано с различных позиций, распространим модель слоя с образованием пузырей, рассмотренную в главе IV применительно к пузырям, на плотную фазу. Как упоминалось ранее, эта модель призвана объяснить и увязать между собой основные закономерности плотной фазы. [c.141] Прежде всего, отметим, что выкладки, произведенные в главе IV, базировались на том, что в плотной фазе вертикальная скорость газа представляет собой скорость минимального псевдоожижения, т. е. [c.141] Допущение 1. Каждый поднимающийся пузырь увлекает за собой как бы шлейф. Соотношение объемов шлейфа и пузыря а = VJVь определяется из эксперимента (см. рис. У-9) порозность шлейфа принимается равной порозности плотной фазы. [c.142] Допущение 2. Твердый материал, находящийся непосредственно над решеткой, увлекается поднимающимися пузырями. Этот твердый материал поднимается вверх по слою со скоростью и непрерывно обменивается частицами с плотной фазой. У верхней границы слоя частицы из шлейфа возвращаются в плотную фазу, перемещаясь вглубь слоя со скоростью и . Скорость обмена частицами между плотной фазой и шлейфом будет определена ниже (см. допущение 5). [c.142] Это выражение показывает, что если скорость частиц, направляющихся вниз, станет достаточно высокой, как это может быть в слоях с бурным пузыреобразованием, то газ в плотной фазе изменит направление своего движения. Такой результат может показаться несколько неожиданным, однако эксперименты с трассером в слоях с бурным пузыреобразованием подтверждают эти выводы [22]. [c.142] Допущения 5 и 6 будут приведены ниже. [c.143] На рис. У-И дана иллюстрация основных положений предлагаемой модели. Охарактеризуем некоторые из ее выводов. [c.143] Это выражение идентично уравнению (1У,19), при получении которого исходили из предположения о неподвижности частиц. [c.143] независимо от того, считаются ли частицы недвижными или неподвижными, соотношения между щ, б, 6, ид, имеют характер, аналогичный полученному для фазы пузырей. [c.144] Этот диапазон величин является ориентировочной оценкой, которая изменится при выборе других значений а. Условие наличия Обратного потока задается уравнением (У,14) оно было получено при б = О и проведении аналогичных рассуждений [29]. [c.144] Выводы. При низких скоростях газа циркуляцией частиц можно пренебречь, поэтому уравнения (IV,12), (IV,19) и (IV,22) достаточны для описания движения пузыря. При высоких скоростях газа циркуляция частиц становится существенной, однако ее учет дает, по существу, те же выражения для пузырьковой фазы, что и упрощенная модель без учета циркуляции частиц. Следовательно, эти уравнения описывают движения пузырей во всем диапазоне скоростей газа. [c.144] При низких скоростях газа поведение плотной фазы определяется уравнением (У,6) и условием = 0 ири высоких — уравнениями (IV,9) и (У,13). [c.144] Наконец, необходимо иметь в виду, что в случаях, когда сильная циркуляция обусловлена плохим газораспределительным устройством, т. е. когда наблюдается вертикальное каналообразование по оси слоя, циркуляционный эффект будет преобладающим. Этот случай в предложенной модели не рассматривается. [c.144] Рассмотрим, как пузырьковая модель слоя согласуется с многочисленными опытными данными по перемешиванию твердого материала и как она их объясняет. [c.144] Коэффициент обмена частицами. Теоретический анализ характеристик псевдоожиженного слоя с непрерывной подачей твердого материала [23] показывает, что слой разделяется на зоны восходящего перемещения частиц и нисходящего движения, причем между ними устанавливается определенный обмен частицами. Аналогичная модель была предложена в работе [24]. Однако ни одно исследование не дало теоретической методики расчета скорости обмена частицами между этими двумя зонами. [c.145] Опять же следует напомнить, что мы рассматриваем только слои, содержащие быстро поднимающиеся пузыри, окруженные тонкими оболочками, так что Щ 5и или 2Ит/. [c.146] Допущение 5. В слоях с быстро всплывающими пузырями одинакового размера частицы, движущиеся вниз в оболочке, заключенной между dьl2 и /2, переходят в шлейф и там псевдоожижаются циркулирующим газом. В шлейфе они перемешиваются до однородного состояния и покидают его с той же скоростью, с какой попадают в него. [c.146] В главе VI это выражение используется для объяснения поведения адсорбирующегося газа-трассера в псевдоожиженных слоях пористых катализаторов. [c.146] Радиальная диффузия твердых частиц. Для объяснения горизонтального движения частиц необходимо прибегнуть к какому-либо механизму. Такой механизм формулируется следующим положением (иллюстрацией к нему служит рис. V-14). [c.148] Допущение 6. Поднимаясь, пузырь раздвигает плотную фазу частицы, проходящие вблизи пузыря, проникают в его оболочку и затем переходят в шлейф, горизонтальный размер которого приблизительно равен диаметру пузыря. В шлейфе частицы полностью перемешиваются, этим и обуславливается горизонтальное перемешивание. При прохождении пузыря частицы, находившиеся вдали от него, несколько смещаются и затем возвращаются в положение, близкое к первоначальному. Горизонтальным перемешиванием этих частиц можно пренебречь. [c.148] Вернуться к основной статье