Гидродинамика и тепломассоперенос в аппаратах с псевдоожиженным слоем

• Автор: Филипповский, Николай Федорович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 306 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

3.2. Основные модельные представления о теплообмене в

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

v скорость пссвдоожижсния

Индексы ггаз к критический при скорости начала псевдоожижения

ВВЕДЕНИЕ


Это подтверждается и результатами работ 8,9, где зависимость высоты жидкостного кипящего слоя от времени на начальном участке линейна и совпадает с расчетом по уравнению 1. Рис. Можно представить два механизма развития этой неустойчивости. По первому назовем его микромеханизмом в процессе подъема поршня слоя отдельные частицы, выступающие с нижней поверхности, на которые поток жидкости действует с меньшей силой изза меньшей стесненности, будут отставать в своем движении от поршня и опускаться на решетку. Частицы, отставая от поршня, обнажают следующий ряд, из которого опятьтакн, вследствие меньшей стесненности, будут выпадать следующие частицы. Отпавшие от поршня частицы будут создавать на решетке однородный слой с большей порозностыо , соответствующей новой скорости фильтрации. Так, через последовательное вьшаденнс частиц из поднимающегося поршня и будет протекать переходный процесс. Уровень, с которого начинается отставание отдельных частиц от поршня, поднимается вверх с большей, чем вес, поршень, скоростью. До тех пор пока этот уровень и верхняя граница поршня не сольются, верхняя граница слоя поднимается с постоянной скоростью, определяемой по уравнению 1. Именно это и показывает эксперимент рис. В зависимости от конкретных условий размеры и свойства ожижаемых частиц, скорость и свойства ожижающего агента длительность линейного и нелинейного участков подъема верхней границы слоя оказывается различной 8,9. Микромеханизм развития неустойчивости проявляется когда разность плотностей частиц и псевдоожижающей среды невелика обычно при псевдоожижении потоком капельной жидкости. Из рис. Практически его можно считать квазистационарным. При псевдоожижении газом нарушение границы между газовой прослойкой у решетки и поднимающимся слоем происходит иначе макромеханизм. В этом случае нижняя граница поднимающегося в виде поршня слоя будет в отдельных участках проваливаться в выталкивающий его газ и падать на решетку, а в других участках слой продолжает поднимайся, и в этих зонах формируются газовые пузыри. Для дальнейшего анализа иульсационного движения слоя важно отметить, что в подъемном, а соответственно и опускном движении принимает участие только часть площади горизонтального сечения слоя, находящаяся в зонах подъема пузырей. Не смотря на это, верхняя граница слоя будет подниматься в соответствии с уравнением 1. Это подтверждает совпадение опытных и расчетных данных на рис. Все специфические свойства пссвдоожижсиного кипящего слоя обусловлены перемешиванием зернистого материала, которое происходит под действием поднимающихся газовых пузырей. На гидравлическое сопротивление слоя влияют не только размеры пузыря, но и его положение в слое. Для оценки этого явления нами было проведено моделирование двухмерного слоя с круглой полостью на электропроводной бумаге шириной 0 мм и высотой 0 мм при перемещении металлических колец различного диаметра О. Металлическое кольцо эквивалентно газовому пузырю с нулевым гидравлическим сопротивлением. Рис. I м2 0. Ло1лЯ 1. Из рис. В псевдоожиженном слое это моделирует снижение его гидравлическою сопротивления при приближении пузыря постоянного размера к поверхности. Пузыри, расположенные в глубине слоя, снижают его гидравлическое сопротивление значительно слабее. Таким образом, при выходе газового пузыря на поверхность кипящего слоя давление в зоне выхода пузыря должно падать по всей высоте слоя вплоть до самой газораспределительной решетки. Рстественно, что более крупные пузыри приводят к большему снижению сопротивления слоя. Эксперименты, проведенные нами в плоском прозрачном аппарате сечением в плане x0 мм подтверждают этот вывод рис. Рядом с фотодиодом был установлен датчик давления рис. Слой высотой 0. Избыточный воздух, из которого формировались 1азовые пузыри, подавали через центральное сопло диаметром 5 мм. Все датчики располагались на одной вертикали над соплом, по середине аппарата. Сигналы всех датчиков регистрировали многоканальным самописцем Н. Анализ множества осциллограмм, аналогичных приведенным на рис. Рис. Рис. Осциллограмма тока фотодиода а и пульсаций давления на высоте 0.