ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика кипящих (псендоожиженных) зернистых слоев из "Основные процессы и аппараты химической технологии" Коэффициент ф 1, и его значения определяют опытным путем. Так, для частиц округлой формы ф = 0,77, для угловатых частиц ф 0,66, для продолговатых частиц ф == 0,58 и для пластинчатых частиц ф = 0,43 . [c.101] Кроме того, при расчете скорости осаждения частиц нешарообразной формы в соответствуюш,ие уравнения для определения скорости следует подставлять указанный выше (см. стр. 97) диаметр эквивалентного шара. [c.101] Приведенный расчет хюос и ы ас относится к скорости свободного осаждения, при котором осаждающиеся частицы практически не оказывают влияния на движение друг друга. При значительной концентрации твердых частиц в среде происходит стесненное осаждение, скорость которого меньше, чем свободного, вследствие трения и соударений между частицами. Расчет сОос при стесненном осаждении рассмотрен в главе V, посвященной разделению неоднородных смесей. Расчет скорости осаждения частиц под действием центробежной силы, в принципе аналогичный приведенному выше, также изложен в этой главе. [c.101] В случае движения жидких капель в газе или в другой жидкости и пузырьков газа в жидкости уравнения для расчета ос усложняются даже для одиночных капель и пузырей вследствие изменения при движении их формы. [c.101] Во многих процессах химической технологии происходит движение капельных жидкостей или газов через неподвижные слои материалов, состоящих из отдельных элементов. [c.101] Форма и размеры элементов зернистых слоев весьма разнообразны мельчайшие частицы слоев осадка на фильтрах, гранулы, таблетки и кусочки катализаторов или адсорбентов, крупные насадочные тела (в виде колец, седел и т. п.), применяемые в абсорбционных и ректификационных колоннах. При этом зернистые слои могут быть монодисперсными или полидисперсными в зависимости от того, одинаковы или различны по размеру частицы одного и того же слоя. [c.101] При движении жидкости через зернистый слой, когда поток полностью заполняет свободное,пространство между частицами слоя, можно считать, что жидкость одновременно обтекает отдельные элементы слоя и движется внутри каналов неправильной формы, образуемых пустотами и порами между элементами. Изучение такого движения, как указывалось, составляет смешанную задачу гидродинамики. [c.101] Однако коэффициент X в уравнении (И, 124) лишь формально отвечает коэффициенту трения в уравнении (И,93а). Он отражает не только влияние сопротивления трения, но и дополнительных местных сопротивлений, возникающих при движении жидкости по искривленным каналам в слое и обтекании ею отдельных элементов слоя. Таким обра юм, Я, в уравнении (П,124) является общим коэффициентом сопротивления. [c.101] Эквивалентный диаметр с1 , соответствующий суммарному поперечному сечению каналов в зернистом слое, может быть определен следующим образом. [c.101] Удельная поверхностьа (м 1м ) представляет собой поверхность элементов, или частиц материала, находящихся в единице объема, занятого слоем. [c.101] Доля свободного объема, или порозность е, выражает объем свободного пространства между частицами в единице объема, занятого слоем. [c.102] Если V — общий объем, занимаемый зернистым слоем, и Vo — объем, занимаемый самими элементами, или частицами, образующими слой, то е == (У — Уй) У, т. е. является величиной безразмерной. [c.102] Пусть поперечное сечение аппарата, заполненного зернистым слоем, составляет S (л1 ), а высота слоя равна Н (ai). Тогда объем слоя V = SH и объем Vo = SH (1 — е). Соответственно свободный объем слоя = = 8Нг, а поверхность частиц, равная поверхности образуемых ими каналов, составляет SHa. [c.102] Для того чтобы определить суммарное сечение каналов слоя, или свободное сечение слоя, необходимое для вычисления ag, надо разделить свободный объем слоя Уев па длину каналов. Однако их длина не одинакова и должна быть усреднена. Если средняя длина каналов превышает общую высоту слоя в к раз, то средняя длина каналов равна aji, а свободное сечение слоя составляет ЗНг/а Н = Se/a , где — коэффициент кривизны каналов. [c.102] В уравнение (11,124) входит действительная скорость жидкости в каналах слоя, которую трудно найти. Поэтому целесообразно выразить ее через скорость, условно отнесенную к полному поперечному сечению слоя или аппарата. Эту скорость, равную отношению объемного расхода жидкости ко всей площади, поперечного сечения слоя, называют фиктивной скоростью и обозначают символом оУо. [c.103] Безразмерный комплекс Fieo лредставляет собой модифицированный критерий Рейнольдса, выраженный через фиктивную скорость жидкости и размер частиц слоя (а — диаметр шара, имеюш,его тот же объем, что и частица). [c.104] В этом уравнении критерий Re выражается зависимостью (11,131) нли (11,132). [c.104] Следует отметить, что при движении жидкости (газа) через зернистый слой турбулентность в нем развивается значительно раньше, чем при течении по трубам, причем между ламинарным и турбулентным режимами нет резкого перехода. Ламинарный режим практически существует примерно при Re 50. В данном режиме для зернистого слоя X = A/Re [ср. с уравнениями (11,91) и (И,112)1. [c.104] Уравнение (И,134) применимо для зернистых слоев с относительно равномерным распределением пустот (слои шаров, гранул, зерен, частиц неправильной формы). В тоже время для кольцеобразных насадок значения X по этому уравнению при турбулентном режиме получаются заниженными из-за того, что внутренние полости колец нарушают равномерность распределения пустот. Расчетные зависимости для данного случая приведены в главе XI. [c.104] Вернуться к основной статье