Химическая технология. Носенко В.Н - 9 стр.

                                                                      частицами. Вследствие этого действительная скорость газа W ме-
                                                                      жду частицами, от которой зависит сопротивление слоя, остается
                                                                      неизменной.
                                                                            Важнейшей характеристикой слоя твердых частиц как не-
                                                                      подвижного, так и взвешенного является порозность ε – объемная
                                                                      доля газа в слое:
                                                                                        ε = (Vсл − Vr ) Vсл = 1 − Vr Vсл ,        (2.6)
   Рис. 2.1. Силы, действующие              Рис. 2.2. Измерение                                                       3
                                                                      где Vсл – общий объем, занимаемый слоем, м ; Vr – объем, занимае-
       на твердую частицу             гидравлического сопротивления
                                                                      мый только твердыми частицами.
   в направленном вверх потоке          слоя: 1 – решетка; 2 – слой
                                              твердых частиц                 Для неподвижного слоя сферических частиц одинакового
                                                                      диаметра порозность ε составляет приблизительно 0,4 независимо
                                                                      от диаметра частиц. Для взвешенного слоя порозность ε с увели-
                                                                      чением расхода газа будет повышаться, так как объем взвешенно-
                                                                      го слоя Vсл при этом возрастает. При скорости уноса Wун, предель-
                                                                      ной для взвешенного слоя, можно считать, что Vсл « Vr и ε ≥ 1. Та-
                                                                      ким образом, взвешенный слой шаровых частиц одинакового диа-
                                                                      метра может существовать в пределах от ε = 0,4 (Wф = Wкр) до
                                                                      ε = 1 (Wф = Wвит).
      Рис. 2.3. Зависимость гидравлического сопротивления слоя               Для расчета аппаратов со взвешенным слоем необходимы
                      от фиктивной скорости газа                      расчетные уравнения, устанавливающие зависимость между фи-
                                                                      зическими свойствами газа и твердых частиц, скоростью газа и
      Как видно из рис. 2.3, в области существования взвешенного      порозностью слоя ε. Такие эмпирические уравнения удобно пред-
слоя, начиная от критической скорости газа Wкр до скорости уноса      ставлять в виде зависимостей между обобщенными безразмерны-
Wун, значение ∆pсл будет постоянным.                                  ми переменными, так называемыми критериями подобия, которые
      Когда все частицы слоя перешли во взвешенное состояние,         включают все физические величины, оказывающие влияние на
то давление газа перед слоем должно уравновешивать вес частиц,        рассматриваемый процесс.
приходящихся на единицу площади поперечного сечения аппарата                 В гидравлике взвешенного слоя очень удобной для расчетов
f. Отсюда                                                             и наглядной является графическая зависимость между критериями
                          ∆ pсл = G сл f ,                 (2.5)      Лященко Ly и Архимеда Ar:
                                                                                                Ly = f ( Ar , ε ) ,               (2.7)
где Gсл – вес всех частиц слоя, Н.                                                            2
      Из уравнения (2.2) видно, что для взвешенного слоя потеря                         W 3ф ρ с            d r3 ρ c (ρ r − ρ c ) g
                                                                                Ly =                ,        Ar =
давления ∆pсл постоянна, т. е. не зависит от скорости газа Wф. Это                     µ с (ρ r − ρ с ) g              µ c2
постоянство значения ∆pсл объясняется тем, что при повышении
                                                                      при значениях ε от 0,4 до 1, соответствующих области существо-
расхода газа и его фиктивной скорости Wф происходит одновре-          вания взвешенного слоя шаровых частиц диаметром dr (см. Прило-
менное увеличение объема взвешенного слоя и расстояния между          жение, рис. 2.5).
                                 17                                                                     18