ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные сведения по гидродинамике газопорошковых систем из "Электрическая напыленная изоляция" Рассмотрим слой зернистого материала, насыпанного в сосуд с пористым дном. Если этот слой продувать восходящим потоком газа с нарастающей скоростью, то в определенный момент, когда сила сопротивления фильтрации газа уравновесится силой тяжести слоя, наступает предел его устойчивости. Малейшее увеличение скорости фильтрации (продувания газа) приводит к прекращению роста гидравлического сопротивления слоя (рис.1.1) — наступает псевдоожижение, характеризующееся хаотическим движением твердых частиц. При дальнейшем увеличении скорости фильтрации перепад давления в слое зернистого материала остается постоянным, расстояние между частицами зернистого материала увеличивается и они оказываются во взвешенном состоянии. [c.5] При Рг 1 псевдоожиженный слой неоднороден, при Рг 1 —однороден. [c.6] Со степенью расширения слоя связана его порозность (объемная доля пустот). При одинаковой порозности могут образовываться псевдоожиженные системы с различными характеристиками. Примеры типичных состояний слоя, встречающихся на практике, показаны на рис. 1.2,а—е. [c.6] Параметрами, описывающими геометрию слоя сферических частиц одинакового размера, являются диаметр частиц и плотность их упаковки. Фактически же приходится иметь дело со смесями частиц различной формы, к основным параметрам которых относятся расчетные размеры и коэффициент формы, степень шероховатости поверхности и порозность образуемого ими слоя. Кратко рассмотрим каждый фактор отдельно. [c.7] Значение Фа всегда меньше единицы. [c.7] Шероховатость поверхности частиц в неподвижном слое благоприятствует более рыхлой упаковке с меньшим гидродинамическим сопротивлением. В то же время шероховатость увеличивает гидродинамическое сопротивление слоя при его расширении. Практический учет степени шероховатости, однако, весьма затруднителен. [c.7] Теоретическое значение ео для слоя со сферическими частицами одинакового размера составляет 0,475. Чем шире фракционный состав зернистого материала, тем меньше ео. Порозность в состоянии псевдоожижения может приближаться к единице [1]. [c.8] Предельно допустимое значение числа полидисперсности тем выше, чем больше эквивалентный размер частиц в смеси оно монотонно возрастает от постоянного значения 8,82 для мелких частиц (ламинарный режим) до постоянного значения 73,3 для крупных частиц (турбулентный режим). [c.8] Установлено [1], что колебания значений величины Ттах При переходе от ламинарного режима к развитому турбулентному невелики — от 77,7 до 73,3 с небольшим максимумом в переходной зоне. [c.8] К параметрам псевдоожиженной системы, определяющим условия технологического процесса, относятся скорости начал псевдоожижения шо и витания ши , а также относительное расширение псевдоожиженного слоя Я. [c.9] Для переходного режима зависимости будут более сложные. [c.9] Экспериментальные кривые на рис. 1.7 показывают, что при совместном воздействии газа и вибрации диапазон псевдоожиженного состояния шире, чем при отсутствии вибрации, т. е, да о1/да о1 о2/И о2. [c.13] Отметим, что порозность и динамическая высота псевдоожиженного слоя изменяются при наложении не только вибрации, но и электрического поля (см. 5.1). [c.14] Явление уноса твердых частиц из псевдоожиженного слоя наступает при достижении газом скорости йу о, несколько превышающей скорость витания частиц [I]. [c.14] Вынос твердых частиц происходит со свободной поверхности псевдоожиженного слоя, и интенсивность уноса находится в прямой зависимости от концентрации мелких частиц вблизи свободной поверхности [1]. Проникая в верхние зоны, частицы при этом сепарируются по высоте слоя в соответствии с их размерами. [c.14] При напылении над уровнем псевдоожиженного слоя мелкая фракция сравнительно быстро вырабатывается и, если не добавлять в слой свежие порции порошка, процесс осаждения затрудняется. Полной сепарации, однако, препятствует перемешивание частиц в псевдоожиженном слое, имеющее диффузионный характер и стремящееся выравнять концентрацию мелкой фракции по всему объему слоя. [c.14] Однородность слоя по химическому составу связана с интенсивностью перемешивания слоя. Методом отбора проб исследовалась однородность псевдоожиженного слоя порошка марки ЭП-49А по составу в зависимости от частоты вибрации. Экспериментальные кривые (рис. 1.10) показывают, что с увеличением частоты вибрации состав компаунда стремится к исходному. [c.16] От конструкции основных узлов распылителя (ствола, диффузора и др. рис. 1.11), условий входа и формирования поля скоростей на выходе во многом зависят характер и дальнобойность потока газопорошковой смсси, а также концентрация в ней твердых частиц. [c.17] Полная информация о закономерностях потоков в трубопроводах различного сечения и длины приведена в литературе по прикладной аэродинамике-и гидравлике. [c.17] Переходя к рассмотрению особенностей течения потока после диффузора (в неограниченном твердыми стенками пространстве), отметим, Ч.Т0 в эюм случае имеем дело с так называемой свободной струей, отличительной особенностью которой является турбулентное перемешивание с окружающей средой. По мере продвижения струи (рис. 1.12) и увлечения за собой массы окружающей среды (присоединенной массы) образуется турбулентный пограничный слой, толщина которого по мере удаления от начального сечения (по диаметру выхода струи) непрерывно возрастает. При этом центральное ядро струи постепенно сужается, затем полностью исчезает и пограничный слой заполняет все сечение струи. Таким образом, струя как бы размывается и скорость на ее оси падает. С увеличением объема струн за счет присоединенной массы окружающей среды концентрация твердых частиц в ней по мере удаления от начального сечения снижается. [c.17] Вернуться к основной статье