ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Слой из шаров одинакового диаметра (монодисперсный) из "Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем" Зернистые насадки аппаратов, используемые в химической технологии, весьма часто состоят из одинаковых или близких по размерам элементов (монодисперсные зернистые слои). Форма самих элементов зачастую близка к цилиндру, у которого диаметр и высота — величины одного порядка. Во многих случаях торцевые и боковые поверхности элементов являются частью сферы. Геометрические характеристики подобных слоев близки к соответствующим характеристикам слоя, составленного из шаров одинакового диаметра. На характер упаковки влияют также свойства материала элементов слоя [8]. [c.7] Система шаров одинакового диаметра имеет, однако, и некоторые специфические характеристики. [c.7] В непосредственной близости от контакта между шарами образуется кругорая капиллярная щель (рис. I. 1). В этих капиллярах в первую очередь конденсируются пары и задерживаются стекающие по насадйе смачивающие жидкости, в результате чего образуются застойные зоны (см. раздел IV. 2) [8, 9]. [c.8] Представление о точечном контакте шаров является, конечно, некоторой идеализацией [10]. [c.8] Второй характерной особенностью слоя шаров одинакового диаметра является возможность их упорядоченной упаковки, аналогичной упорядоченному расположению атомов и ионов в кристаллической решетке [11, 12]. [c.8] Наиболее простые упорядоченные расположения показаны на рис. I. 2. Возможен и ряд других упорядоченных расположений с промежуточными значениями е и четными значениями координационного числа Л к (8, 10, 12) [13, 14]. Под последним понимают число контактов каждого шара с соседними. Комбинированные расположения соседних ансамблей могут давать упорядоченные упаковки с промежуточными, нечетными значениями координационного числа — 5, 7, 9, И. При более рыхлых расположениях без непосредственного контакта шаров одного горизонтального ряда возможна, например, упаковка типа кристаллической решетки алмаза с Л =4 и 8 = 0,66 [13, 15]. [c.8] Для нас существенна не только форма взаимного расположения ансамбля элементов слоя, но и ориентация этого ансамбля относительно оси движения потока жидкости, идущей сквозь слой зерен [12]. Ориентация ансамбля может быть охарактеризована максимальным (фмакс) и минимальным (г1змин) живым сечением для прохода жидкости. [c.8] На ЭТОМ же рисунке приведены точки (обозначены X) и для некоторых неупорядоченных структур. [c.9] Как уже указывалось выше, весьма существенным параметром слоя шаров является средняя (по объему) пористость е. Эта величина зависит от условий образования зернистого слоя. [c.10] При регулярной укладке, как показано на рис. I. 2, просвет гр в параллельных плоскостях, перпендикулярных потоку, непрерывно меняется. При нерегулярной укладке шариков слой изотропен, и в соответствии с принципом Кавальери — Акера (см. раздел I. 1) средний просвет г] во всех горизонтальных сечениях аппарата (при Оап с1) одинаков и равен средней пористости всего слоя в. Экспериментально это было доказано измерением уровня воды в аппарате с прозрачными стенками, нерегулярно заполненном шарами [32]. [c.13] Эта величина получена как средняя из наиболее вероятных значений (табл. 1.2). С увеличением пористости е значение а/Л к несколько падает. [c.14] Величины флуктуаций плотности могут быть определены также косвенным путем по флуктуациям скорости передвижения фронта сорбции в слое зерен (см. разделы 11.9 и IV. 1). [c.14] Остановимся, наконец, еще на одной геометрической характеристике зернистого слоя — извилистости, существенной как для слоя из одинаковых шаров, так и для слоя из элементов произвольной формы [2, 4, 35]. [c.14] На рис. 1.5 изображен участок, вырезанный из слоя шаров с максимально плотной упаковкой. Из рисунка видно, что поровый канал между шарами отклоняется от вертикали и его ось не прямолинейна. При высоте выделенного элементарного участка/ = 0,707 длина искривленного канала по расчетам (Злихтера [13] /о= 1,065с . [c.14] Вернуться к основной статье