химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

плотном слое при W = 1. Поэтому газ, попадающий из пузырей и струй в слой более горячих мелких частиц (d <С 2 мм), быстро прогревается (рис. 2.4,а), а газ, втекающий в пузырь снизу из плотной фазы в процессе его циркуляции около пузыря, уже прогрет.

Предполагая, что в пузыре газ идеально перемешивается и учитывая, что теплота от газа передается еще и частицам, просыпающимся сквозь пузырь (в слое мелких частиц это очень важно), можно рассчитать (см. пример 2.3) высоту А, на которую поднимется пузырь за время уменьшения избыточной температуры газа в нем в 100 раз. В худшем случае (в интервале диаметров частиц 0,2—0,5 мм) эта высота (рис. 2.4,6) составляет порядка двух диаметров пузыря. Общая высота слоя обычно больше. Таким образом, в слое мелких частиц d <С2 мм теплообмен между газом и частицами обычно заканчивается полностью, т. е. газ покидает слой с температурой, равной температуре слоя, либо в случае массообмена — с концентрацией, равной концентрации примеси у поверхности частиц.

Существенные отклонения от равновесных условий могут иметь место лишь в случае, когда струи, выходящие из решетки, достигают поверхности слоя. Расчеты при этом следует проводить с учетом гидродинамики течения газа через пузыри и сплошную фазу [9].

В слое крупных частиц d >• 5 мм температура газа в пузырях и плотной фазе выравнивается (рис. 2.4,6) быстрее, чем успевает полностью прогреться газ в плотной фазе (рис. 2.4, а), т. е. процесс определяется прогревом газа в плотной фазе и приближенно его можно считать без учета газовых пузырей, как это сделано в примере 2.2.

Пример 2.2. Рассчитать высоту h зоны, в пределах которой закончится прогрев воздуха в слое стеклянных шариков. Границей зоны прогрева считается высота, на которой исходный перепад температур между частицами и воздухом уменьшится в 100 раз (т.е. в = 0,01, см. формулу (2.12)).

Для слоя частиц сферической формы порозность на пределе ожижения при w = wKP равна е = 8кр = 0,4. С увеличением скорости порозность слоя увеличивается. В прирешеточной зоне при равномерном газораспределении газовые пузыри еще не сформировались [10] и условия расширения близки к расширению однородного слоя, для которого справедлива формула [1]

Re = Are4'75/(l 8 + 0,61 V^re4'75) (2.10)

Соответственно, критическую скорость при еКр = 0,4 можно рассчитать по

формуле [1]

ReKp = Ar/(l400 + 5,22 Л/AT) (2.11)

Свойства воздуха принимаются при температуре 20 °С: рс = 1,205 кг/м3, Vc = 15,06-Ю-6 м2/с, Сс = 21,4-Ю-8 м2/с, Рг = 0,703, КС = 2,59-10~2 Вт/(м-К), плотность стекла рм = 2900 кг/м3.

Расчет выполняется следующим образом. Для заданного диаметра частиц d, например d = I мм, рассчитывается

Рм-Рс д 9,81 (Ы0-У 2900 - 1,206

v\ Рс (15,06 • 10~6)2 1-205

По формуле (2.11)

ReKp = 104 • 103 e 33 7 Re /8 = 33,7/0,4 = 84,25 < 200

Р 1400 + 5,22 л/Ю4- 103

поэтому для расчета Nu0 воспользуемся формулой (2 9) :Nu0== 1,6- 10-2(84,25,,3Х X 0,7031УЗ = 4,53. Найденное значение Nu0 подставляется в выражение, полученное из предположения о режиме полного вытеснения при движении газа через равномерно ожиженный слой монодисперсных частиц одинаковой температуры tu:

„ t — tM Г 6Nu0 , h I

откуда

sfReKpPrlnO 1 . IQ"3. 33,7-0,703 In 0,01 6Nu0(l-eKp)_ 6-4,53(1-0.4) ~6,7 MM

При числе псевдоожижения W больше единицы скорость фильтрования газа w = WwKP или Re = WReKP. Например, при W — 5 имеем: Re = 5ReKP = = 5-33,7 = 168,5.

Порозность слоя при такой скорости можно рассчитать по соотношению, полученному из формулы (2.10):

. _ ('8-'68f+,%336-'68'52)0-2' = 0.65-, Re/e - .68,5/0,65 = 259 > 200

поэтому для расчета Nuo воспользуемся формулой (2.6): Nuo =* = ОД-гбЭ^-ОДО'3 = 14,45.

Высота зоны прогрева: h = I- Ю-3-168,5-0,703 In 0,01 /[6 ? 14,45(1 — 0,65)] = = 18 мм.

Аналогичные расчеты были выполнены для других диаметров частиц и чисел псевдоожижения и по результатам расчетов построен график 2.4. а.

Пример 2.3. Рассчитать высоту подъема пузыря, в пределах которой разность температур Ф между газом в пузыре и частицами уменьшится в НЮ раз.

Полагается, что уменьшение температуры газа в пузыре происходит за счет обмена газом между пузырем и сплошной фазой и теплообмена с частицами, падающими через пузырь. Форма пузыря считается сферической, а скорость фильтрования газа через диаметральное сечение пузыря w„ — 3wKP [11]. Концентрация частиц в пузыре 1 — еп равна приблизительно 0,5% [9]. Перемешивание газа в пузыре идеальное. Тогда, считая прогрев частиц в пузыре небольшим, можно записав дифференциальное уравнение баланса теплоты, определяющее разность температур О между газом и частицами в пузыре диаметром dn:

nd\ ( nd\ \

—g— рссс d$ = — \wn —— Рс^сФ dx + а0Рм® dx ) (2.13)

где FK = (1 — ЕП) nd^/d — поверхность частиц, находящихся в пузыре.

In

Решение уравнения (2.13) с начальным условием О |Тв0 = т}0 имеет вид

6(1 — еп) Nu0ac

f) / и>кр , 6(1 — en) Nu0ac Л

«7 е- 14,5-^Г + Т» J

При принятых значениях 1 — еп = 0,

страница 39
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
лайт боксы для стеллажей
Полка Andre ПН 2
обучиться ланшафтным дизайном через интернет
где научиться вязать крючком в кирове

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)