ертханалы жмыс № 14

Жалан сйылу жне пневмотасымалдаудаы екі фазалы аын гидродинамикасыны негіздері

Жмысты масаты: Жалан сйылу екі фазалы аын гидродинамикасын тжірибе арылы зерттеу.

14.1. Теориялы блім

Майда тйіршікті атты фазаларды атысуымен тетін кптеген процестерді (кептіру, адсорбция, кйдіру, гетерогенді катализ жне т.б.) ту сапасы атты фазадаы температура мен концентрацияны таралцыны біркелкілігіне байланысты болады. Бл талаптар жоарыдаы аталан процестерді жалан сйылу абатында орындалады. Жалан сйылу абатында атты тйіршікті материалдар тменнен жоары арай берілген сйы тйіршікті материалдар тменнен жоары арай берілген сйы немесе газ серінен арынды араласады да, олар сйыты кейбір асиеттеріне (аымдылы, ыдысты исатанда абатты жоары беті горизонталь кйінде алуы жне т.б.) ие болады. Сырт крінісінен бл абат сйыты айнауына сайды, сондытан оны «айнау» абаты деп те атайды. Газды немесе сйыьты жоары жылдамдыында тйіршікті атты блшектер аынымен бірге ілесіп кетеді, яни блшектерді бір жерден екінші жерге тасымалдауа (пневмо- немесе гидро тасымалдау) болады жне кптеген мерзімді процестерді здіксіз ткізуге ммкіндік туады.

Жалан сйылу абатыны сруктурасы газ немесе сйыты жылдамдыына, атты тіршікті материалдарды асиеттеріне (тыызды, блшекті размері мен пішіні жне т.б.) байланысты болады. Жалан сйылу абаты біртекті жне ртекті болады. Біртекті жалан сйылу атты блшекпен газ немесе сйыты тыыздытары бір-біріне жаын жне блшектерді пішіні мен размері бірдей боланда кездеседі. ртекті жалан сйылу кбінесе газ аынымен ткізілетін процестерде кездеседі жне оларды каналды, піспекті фонтанды трлері болады.

14.1- суретте атты блшектер абатыны гидравликалы кедергісімен газ (немесе сйы) аыны жылдамдыы арасындаы байланыс крсетілген. Жалпы сйылу исы сызыы деп аталатын бл байланысты зіне тн бірнеше бліктері болады.

АВ блігі абатты озалмайтын жадайын крсетеді. Бл кезде газ немесе сйы аыны тйіршікті материал абатынан сзіліп теді. Аынны белгілі бір мніне абатты гидравликалы кедергісі атты блшектер салмаына те болады. Газ (немесе сйы) жылдамдыыны одан рі кбеюі блшек абатын жоары арай араласуына келіп соады да, абатты кеуектілігі (бос клем) артады. Жылдамдыты одан рі кбеюінде блшектер бір-бірінен ажыраанша абат кеейеді жне блшектер газ (сйы) аынында еркінше араласады. Осы стте абат жалан сйылады (В нкте). Жалан сйылу басталан кездегі аынны ылдамдыын (W_ж.с.) жалан сйылу жылдамдыы деп атайды. Жалан сйылу режимінде (ВС бліші) аын жылдамдыыны кбеюі абатты кеейтеді, ал оны гидравликалы кедергісі згермейді. Аын жылдамдыыны кбеюіне байланысты жалан сйылу абаты кеуектілігіні () кбеюі арасындаы байланыс 14.2 – суретте крсетілген.

С нктесіне жаын жерде абат соншалыты кеейгендіктен, рбір блшекті озалысы оны жанындаы блшекті озалысына байланысты болмайды. Блшектер аында еркін озалады. Егер аын жылдамдыы блшекті еркін озалыс жылдамдыынан (W) кптеу болса, онда блшектер аппараттан аынмен бірге ілесіп (шып) кетеді. Блшекті аынмен ілесіп кетуіне (яни, азаюына) байланысты абатты гидраликалы кедергісі тмендейді.

 

абатты гидравликалы кедергісі

Бір жеке блшек шін жалан сйылу шарты былай жазылады:

f=mg (14.1)

мнда f- блшекке сер ететін ктергіш кші;

m – блшекті массасы.

Дл осындай жалан сйылу шарты бардлы абат шін мынадай трде жазылады:

(14.2)

мнда: DР – абатты гидраликалы кедергісі;

G_.б. – абаттаы блшектерді салмаы;

S – абатты клдене имасыны ауданы.

абаттаы бос клем лесі кеуектілікпен аныталады:

 

(14.3)

 

мнда V – жалан сйылу абатыны клемі.

Сур. 14.2. Жалан сйылу абаты кеуектілігіні аын жылдамдыына байланысы.

абаттаы атты блшектер клемін былай анытауа болады:

(14.4)

мнда: H – жалан сйылу абатыны биіктігі.

Аынны ктеру кщін есепке алып блшектерді салмаын анытауа болады:

(14.5)

 

мнда r_.б, r - атты блшекті жне газды (сйыты) тыыздытары;

Н₀, e₀ – озалмайты абатты биіктігі жне кеуектілігі. e₀=0,4.

Сонымен, жалан сйылу шартын мынадай трде жазуа болады.

 

(14.6)

Жалан сйылу жылдамдыы

Жалан сйылу жылдамдыын W_ж.с. есептеу жолымен анытау шін кптеген авторларды теориялы жне жартылай эмпирикалы байланыстары сынылан. Мысалы, шар трізді блшектерден ралан монодисперсиялы абат шін W_ж.с. мні О.М.Тодесті формуласымен есептеуге болады:

(14.7)

мнда: Ar – Архимед саны,

Re – Рейнольдс саны.

;

мнда: d – блшекті диаметрі,

n - ортаны (газды немесе сйыты) ттырлыыны кинематикалы коэффициенті.

абатты берілген кеебін амтамасыз ететін газды (сйыты) жылдамдыын анытау шін тмендегі интерполяциялы тедеуді олданады:

(14.8)

мндаы жалан сйылу абатыны кеуектілігі 0,4 < < 1.