Транспорт дисперсных частиц

(кубические метры дисперсной фазы к объему аппарата)\

сечение

Торнтон - Пратт предложили послойную модель движения дисперсных сред

(противоток)

- относительная скорость движения фаз

Противоток Прямоток

(прямоток)

фиктивная скорость сплошной среды

фиктивная скорость дисперсной среды

- скорость одиночной частички

- функция стесненности потока частиц

Для систем (газ, жидкость – тв. часть) для противотока:

Для жидкостных дисп. Систем (вода – нефть, нефть, вода) для противотока:

- дисперсной фазы нет

- сплошной фазы нет

- концентрация в разреженной упаковке РУ частиц (дисперсная)

- режим плотной упаковки.

При введении перемешивающего устройства – режим не разрушается

Рассмотрим две системы

Н.с. – неподвижный слой

ПС – псевдоожиженый

Величина необходимая для определения межфазной поверхности в процессах

- удельная межфазная поверхность (сколькоповерхности дисперсной фазы находится вобъема аппарата)

средний объемно-поверхностный диаметр частиц.

- интенсивная межфазная поверхность.

Движение жидкостей через неподвижные зернистые и пористые слои.

При движении жидкости через зернистые слои, можно считать, что жидкость обтекает отдельные элементы слоя и движется внутри каналов неправильной формы.

Эквивалентный диаметр соответствует суммарному поперечному сечению каналов в зернистом слое;

Удельная поверхность представляет собой поверхность элементов или частиц материала, находящихся в единице объема, занятого слоем.

Доля свободного объема или порозность выражает объем свободного пространства между частицами в единице объема, занятого слоем.

Неподвижный зернистый слой.

Характеристики неподвижного зернистого слоя:

1) порозность - доля пустот в 1объема

,-общий объем слоя,

-объем твердой фазы

-аппарат пустой; -монолит

- реальный аппарат

2). - длина пути ;- коэффициент извилистости,

-поперечное сечение аппарата;

3) истинная и фиктивная скорости

скорость движения жидкости или газа между частицами насадки

- фиктивная скорость, отнесена к сечению пустого аппарата

- свободное сечение

4) эквивалентный диаметр

- смоченный периметр

; число шариков

- боковая поверхность всех шарообразных частиц

-боковая поверхность аппарата

, следовательно

Гидравлическое сопротивление неподвижного слоя при ламинарном режиме движения жидкости.

При расчете сопротивления зернистого слоя может быть использована зависимость аналогичная для определения потерь при движении жидкости в трубопроводе :

Из опытных данных получено, что= 150 , тогда

Гидравлическое сопротивление неподвижного слоя при турбулентном режиме движения жидкости

с учетом характеристик неподвижного зернистого слоя:

1,75

Общая зависимость для расчета гидравлического сопротивления неподвижного зернистого слоя описывается формулой Эргуна:

+

Псевдоoжижение

- высота аппарата;

- высота неподвижного слоя (НС)

W- скорость начала псевдоожижения

W- скорость уноса

Кривые псевдоожижения

Теоретическая кривая псевдоожижения

Действительная кривая псевдоожижения

Δрасходуется на преодоление силы трения частиц о стенки аппарата и между самими частицами

Сопротивление псевдоожиженного слоя

Результирующая сила давления уравновешивает силу тяжести и архимедову силу, тогда баланс сил можно записать:

p₁F-p₂F=G-A

pF=,

=(1-)V; V=FH

pF==(1-)V;

pF=(1-) FH

()_пс=(1-)

()_пс=(1-)H, таким образом:

с ростом скоростного потока увеличивается порозность слоя, растет высота слоя загрузки при постоянной величине сопротивления ПС ()_пс=const