Псевдоожижение (ПО).

-перевод неподвижного зернистого слоя в состояние хаотического движения твердых частиц восходящим потоком псевдоожижающего агента. В зависимости от расхода ПО-агента возможны 3 состояния слоя:

1. неподвижный слой (режим функции)

2. псевдоожиженный (взвешенный) «кипящий» слой

3. режим уноса твердых частиц из слоя гидротранспорта.

а) R<G б) R=G в) R>G

G- сила тяжести

H-высота слоя

W-фиктивная скорость газа

При молекулярном расходе газа зернистый слой неподвижен (режим функции). В нем высота и разность слоя постоянны, а сопротивление уменьшается с повышением скорости газа. В этом режиме R<G.

При 1 критерии скорости W_кр1 (скорость начала псевдоожижения) зерно прихоит в движение, т.к. они начинают хаотически перемещаться (H, увеличиваются), а ∆р (гидравлическое сопротивление слоя осадка) остается постоянным (А-В). Это режим ПО. При этом R=G. В этом режиме наблюдается волнение на свободной поверхности слоя. В слое пузырьки начинают перемещаться вверх.

Зерна начинают уносится из слоя. Следовательно R>G-вес падает. Пик на графике соответствует дополнительной затрате энергии в момент начала ПО на преодолении сил инерции между зернами

Штриховые линии на графике соответствуют явлению гистерезиса (запазданию) при обратном понижении скорости газа. При этом высота слоя выше первоначальной, а сопротивление слоя ниже первоначального значения.

ПО в системе «Ж-Т» однородное, т.е. жидкость проходит через слой непрерывным потоком. «Кипящий» слой (КС) в системе «Г-Т» неоднорадная часть газа проходит через слой в виде пузырьков. При слиянии пузырьков может образовываться газ пробки (поршневой режим или газовый канал).

КС чаще реагирует в системе «Г-Т», чем в «Ж-Т». это объясняется соотношением плотностей фаз:

и

Поэтому в системе «Ж-Т» КС не отличается большой производительностью.

Первую критериальную скорость можно определить по соотношению:

КС используют в множествах различных процессах: обжиг твердых горных пород, каталитический крекинг, конвективная сушка).

«+»: простота, компактность, дешевизна, интенсификация различных процессов, устранение местного перегрева.

«-»: эрозия, загрязнение псевдоожижающего агента процессами эрозии, неограниченное время пребывания частиц в ПО-агенте.

Перемешивание.

Процесс непрерывного обновления увеличения поверхности контакта фаз или материала частиц с целью создания однородной массы.

Перемешиванием получают суспензии, эмульсии, гомогенные растворы, смеси сыпучих материалов.

Способ перемешивания зависит от цели процесса, состояний и свойств компонентов, должен обеспечивать большую производительность и высокую эффективность при минимальных энергозатратах.

Интенсивность перемешивания определяется количеством механической энергии, вводимой за единицу времени в 1 м³ системы.

Количественно определить интенсивность перемешивания можно по числу Re.

Эффективность перемешивания определяется размерами дисперстных частиц, равномерностью распределения фаз, т.е. однородностью получаемй массы.

Применяют 4 способа перемешивания:

1) с помощью механических мешалок

2) пневматическим барботажем3) циркуляционное

4) трубопроводное

Барботаж- пропускание пузырьков газа или пара через слой жидкости.

Механические мешалки могут совершать вращательные или поступательные движения. Механические мешалки могут создавать тангенсальные, осевые и радиальные потоки жидкости.

3 основных типа мешалок: осевые, пропеллерные, турбинные.

1) Лопастная мешалка.

Состоит и вала и лопасти.

Разновидности: листовые, рамные, якорные.

Иногда используют многоярусные.

«+»: простота, дешевизна.

«-»: слабые осевые потоки, недостаточная интенсивность перемешивания.

2) Пропеллерная мешалка.

Пропеллерные мешалки создают преимущественно осевые потоки жидкости.

«+»:высокая степень перемешивания, быстроходность

«-» сложность конструкции

3) Турбинные мешалки

Состоит из вала, горизонтальных дисков и вертикальных лопастей.

Турбинная мешалка имеет от 4 до 12 лопастей. Иногда применяют криволинейные лопасти.

«+»: быстроходность, высокая эффективность

«-»: дороговизна, сложность изготовления.

48. Сущность и основные понятия теплообмена.

Теплообмен- спонтанный (самопроизвольный) перенос тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому.

Возможен и обратный перенос энергии, т.е. с более высокого на низкий, но для этого необходимо подводить внешнюю энергию в систему.

Движущая сила теплообмена- разность температур. Регулирование температуры один из способов управления ХТП. Это осуществляется с помощью теплообменных устройств и теплоносителей, которые подводят или отводят тепло в аппарат или реактор.

Тепло может переносится 3 способами: конвекцией, кондукцией и излучением в ИК области спектра электромагнитными колебаниями.

Теплоотдача- теплообмен между поверхностью твердой стенки и жижкостью и газа.

Теплопередача- теплообмен между двумя средами через твердую стенку.

Общая скорость теплообмена определяется тепловым потоком (тепловой нагрузкой Q)- это количество тепла, которое переносится через поверхность теплообмена F за 1 с.

[Q]=[Дж/с]=[Вт]

Интенсивность (удельная скорость) теплообмена определяется тепловым потоком q-это тепловой поток через 1м² поверхности теплообмена.

,

Тепловые процессы: нагрев, охлаждение, испарение, кипение, конденсация.

Кроме того теплообмен играет важную роль в химических, массообменных биохимических и др процессах.