ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Газожидкостное псевдоожижение из "Псевдоожижение" Необходимо подчеркнуть различив между газожидкостным псевдоожижением (оно уже было описано и схематически представлено на рис. ХУПЫ) и разнообразными процессами с трехфазными суспендированными системами, используемыми в настоящее время в промышленности. Для газожидкостного псевдоожижения характерны ограниченная скорость жидкостного потока и резко очерченный объем слоя. Процессы с трехфазными суспендированными системами (рассмотрение их выходит за пределы настоящего обзора) можно осуществлять как в отсутствие потока жидкости (в этом случае частицы суспендированы только за счет движения пузырей), так и с определенной скоростью жидкостного потока (при этом осуществляется гидравлический транспорт частиц). [c.659] На модельных системах (чаще всего атмосферный воздух — вода — стеклянные шарики) были достаточно полно изучены основные характеристики газожидкостного псевдоожижения движение газа и жидкости, расширение слоя, массообмен на межфазной поверхности жидкость — газ. Результаты этих исследований рассмотрены ниже. В заключение будут затронуты некоторые другие проблемы, связанные с газожидкостным псевдоожижением. [c.659] Образование газового пузыря при газожидкостном псевдоожижении слоя твердых частиц было исследовано применительно к одиночному отверстию диаметром 3 мм. Опыты проводили при восьми расходах газа в пределах от 9 до 63 см /с и соответственных числах Рейнольдса в отверстии pgUiD /lLg) от 315 до 2200. Частота образования газовых пузырей в отверстии измерялась датчиком электросопротивления, присоединенным к осциллографу. При отсутствии газового потока на экране осциллографа была видна прямая линия, а при определенных расходах газа появлялась серия пиков, каждый из которых соответствовал скачку электрического сопротивления, вызванному образованием пузыря. [c.659] В ряде работ изучали коалесценцию пузырей и их дробления в газожидкостных псевдоожиженных слоях. [c.660] При абсорбции кислорода раствором сульфита натрия была измерена поверхность раздела газовой и жидкостной фаз в псевдоожиженных слоях твердых частиц размером от 0,3 до 3 мм. Установлено, что поверхность раздела фаз падает с уменьшением порозности слоя, причем она мало чувствительна к изменению размера частиц. При измерении размеров пузыря и поверхности раздела фаз в случае газожидкостного псевдоожижения стеклянных бус диаметром 6 мм место расположения устройства для ввода газа позволяло создавать достаточно большие пузыри в основании слоя. Было установлено, что по мере удаления от газораспределительной решетки средние размеры пузырей уменьшаются, а поверхность раздела между газом ж жидкостью увеличивается. Более интенсивное дробление пузырей наблюдали при повышенной скорости и в слоях с малым расширением. [c.661] На рис. ХУШ-З (нижняя кривая) иллюстрируется рост газовых пузырей показана частота их появления над поверхностью слоя квадратного поперечного сечения (25 X 25 см), зарегистрированная с помощью киносъемки 17-19 Значения частот усреднены для ранее указанного диапазона скоростей газового потока. Как видно из графиков (рис. ХУШ-З), частота появления пузырей над поверхностью слоя (весьма низкая вблизи начала псевдо-он ижения) заметно возрастает с увеличением расширения слоя. Разность между значениями ординат двух кривых на рис. ХУШ-Э равна числу пузырей, исчезнувших в слое за секунду вследствие суммарного эффекта коалесценции и дробления. Скорость коалесценции пузыря максимальна, если порозность слоя несколько выше чем в точке начала псевдоожижения. Приведенные результаты хорошо согласуются с полученными ранее для слоев относительно мелких частиц. [c.661] Мы видим (фото ХУП1-1), что в колонне с водой при отсутствии твердых частиц пузыри однородны по размеру. [c.662] Наконец, на фото ХУШ-4 демонстрируются пузыри над свободной поверхностью газожидкостного псевдоожиженного слоя свинцовой дроби диаметром 2 мм. Они также невелики и однородны по размеру. Интересно отметить, что в противоположность равномерному распределению пузырей в объеме системы, наблюдавшемуся в предыдущих случаях, здесь пузыри движутся группами. Это явление, возможно, связано с неоднородным характером псевдоожижения водой слоя свинцовой дроби. [c.662] В опытах с двухмерным аппаратом было обнаружено что в газожидкостном псевдоожиженном слое свинцовой дроби газовые пузыри стремятся собраться около сферической лобовой части водяных пузырей , присутствующих в подобных системах. [c.662] Результаты, полученные при обширном исследовании зависимости диаметра пузыря от размера и плотности твердых частиц, высоты слоя и его порозности, хорошо согласуются с данными других авторов. [c.662] Большая скорость коалесценции пузырей в слоях мелких частиц относительно низкой плотности является, вероятно, результатом сравнительно высокой вязкости подобных слоев Для проверки этого предположения изучали связь между размером и скоростью подъема пузыря в жидкостном псевдоожиженном слое. Было установлено, что скорость газового пузыря увеличивается с его размером подобно тому, как это происходит в вязких жидкостях, но не так, как в воде. Авторы предложили теоретическую модель коалесценции, основанную на их наблюдениях за газовыми пузырями различных размеров, поднимающимися с неодинаковыми скоростями. [c.662] Предположение о том, что повышение вязкости слоя способствует коалесценции пузырей в газожидкостных слоях, косвенно подтверждается экспериментами . Последними установлено, что скорость коалесценции газовых пузырей в жидкостях заметно возрастает с увеличением вязкости последних. [c.663] Дробление газовых пузырей, наблюдаемое в слоях относительно большого размера или плотности, по всей вероятности, является следствием высокой их инерционности. Анализ равновесия сил инерции и поверхностного натяжения позволил выявить критерий дробления пузырей 2, 2в ддд случая, когда они крупнее твердых частиц. При значении этого критерия (числа Вебера) выше предельного будет происходить дробление пузырей. [c.663] Задержка какой-либо фазы определяется как ее объемная доля в многофазной системе. [c.663] Для газожидкостных псевдоожиженных слоев по уравнению (XVIII, 2) рассчитывается суммарная задержка газа и жидкости. Для раздельного определения задержек газа и жидкости требуются дополнительные измерения помимо расширения слоя. Некоторые способы такого раздельного определения описаны в литературе. [c.663] В опытах по псевдо ожижению водой частиц кварца (размеры 0,65 и 0,93 мм) и стеклянных бус (диаметр 4 мм) в аппарате диаметром 50,8 мм задержку измеряли методом отсечки, т. е. одновременным прекращением поступающих и уходящих потоков. Было установлено, что присутствие частиц кварца приводит к уменьшению задержки газа (т. е. последняя получалась меньше измеренной для соответствующей газожидкостной системы в отсутствие твердого материала), а наличие стеклянных бус — к ее увеличению. [c.664] При газожидкостном псевдоожижении водой. твердых частиц 2 2 размером 0,25 мм задержка твердой фазы была незначительной — около 4%, Тем не менее задержка газа в газожидкостном псевдоожиженном слое была значительно меньше, чем в соответствующей системе без твердых частиц. [c.664] Методом трасера в аппарате диаметром 216 мм исследовали задержку газа в воздушно-водяных псевдоожиженных слоях из стеклянных шариков размером 0,25 1 и 6 мм, а также в прямоточных воздушно-водяных системах. [c.664] Экспериментальные данные, обработанные методом наименьших квадратов, привели к зависимостям задержки от скоростей газа и жидкости, представленным на рис. ХУ1П-4 (на оси ординат отложена величина в / / , обратная средней скорости пузыря параметром является величина I7g). [c.664] Как видно из рис. ХУ1П-4, в слоях из мелких частиц задержка газа заметно меньше, а для слоев крупных частиц — больше, нежели в слоях, не содержащих твердые частицы. Эти выводы (они подтверждаются данными других работ ) можно пояснить на основе приведенных в предыдущем разделе сведений о коалесценции и разрушении пузырей. [c.665] Вернуться к основной статье