71. Гидродинамика кипящих(псевдосжиженых) зернистых слоев. Число псевдосжижения.

Рассмотрим слой зернистого мат-ла лежащего на перфарированном основании в корпусе некот-го аппарата.

Снизу вверх через указанный слой будем пропускать газ,при относит-но небольших скоростях газа в аппарате зернистый слой остается неподвижным,а его хар-ки остаются неизменными при изменении скорости потока. В этом случае справедливы все завис-сти записанные для неподвижных зернистых слоев. Но при достижении газовым потоком некоторой критич-й скорости зернистый слой перестает оставаться неподвижным, его высота и порозность начинает увелич-ся, а сам слой переходит в так наз-мое кипящее или псевдосжиженное состояние. Тв. частицы слоя интенсивно перемещаются в различных направлениях,а сам слой напоминает собой кипящую ж-ть.

Отношение скорости газа к скорости начала псевдосжижения наз. числом псевдосжижения: .Экспериментально установлено, что интенсивное перемеш-ние ч-ц в зернистом слое достиг-ся при числе K_W=2, поэтому именно при этих числах часто работают аппараты кипящего слоя. Оптимальное значение K_W выбир-ся для каждого конкретного аппарата идивидуально.При прохождении газа через кипящий зернистый слой наблюд-ся неоднородное псевдосжижение,т.е. газ двиг-ся не сплошным потоком через слой,а в виде пузырей,кот. разрушаются, достигнув верхней границы слоя,вызывает колебания высоты слоя. При значительных числах псевдосж-ния некоторая часть зернистого слоя подбрасывается вверх выходящими пузырями. Такой режим наз. поршневым. В нем сущ-но ухудшается равномерность контакта м/ду газом и тв. ч-ми. Иногда набл-ся каналообразование е в кипящих слоях, вследствие проскока значит-го кол-ва газа через каналы,образовавшиеся в слое. Это хар-но для слоев с мелкими ч-ми. Предельным случаем каналообр-ния явл. фонтанирование.

Такие аппараты прим-ся в процессах сушки шипучих зернистых мат-лов. Процессы в таких аппаратах идут интенсивно,потому что идет интенсивное перемеш-ние тв. фазы газовом потоке.Концентрация, темп-ры и др. параметры выравниваются во всем объеме слоя. Но ввиду интенс-ных ударов тв. ч-ц м/ду собой, об корпус аппарата происходит их дробление и стирание. Пыль подхват-ся газовым потоком и уносится вверх, что требует установки дополнит-го качества в оборудовании. Увелич-ет капитальные затраты и гидравлич-го сопротивления всей цепи.

72. Определение 1й и 2й критической скорости псевдосжиженого слоя.

При достижении определенного критич-го значения скорости газа зернистый слой разрушается и тв. ч-цы начинают уносится газом вверх. Явление массового уноса тв. ч-ц потоком газа наз-ся пневмотранспортом и исп-ся для перемещения сыпучих мат-лов. Хар-ны след-щие зависимости гидравлич-го сопротивления зернистого слоя от скорости газа.

Области зернистого слоя:1-режим неподвижного слоя, 2-режим кипящего слоя, 3-режим уноса тв. ч-ц (пневмотранспорт). Скорость газа,при кот. зернистый слой переходит из неподв-го сост-я во взвешенное наз. скоростью начала псевдосжижения W_нп – первая крит. скорость. Начало псевдосж-ния наступает при рав-ве силы гидравлич-го сопротивления слоя весу всех его ч-ц. Реально Р в точке А(т. начала псевдосжижения) неск-ко выше выше,чем в т. В,что объясняется действием сил сцепления м/ду ч-ми неподвижного слоя. Эти ч-цы могут иметь разную природу. Линия ОА – прямая, ВО - обратная. Отклонение линии ОА и ВО дает гистерезис. Рав-во силы гидравлич-го сопротивления весу ч-ц в слое выполняется по всей области псевдосжиж-го состояния до след-го критич-го значения скорости W_у наз. скоростью уноса(вторая критич. скорость): F=G-A. Если ч-ца имеет сферич форму диаметром d и плотностью р, то ; ; , где - коэф-т сопротивления,кот. зависит числа Re.