Ярославский государственный технический университет
Скачать 0.84 Mb.
|
| Рис. 70. Слой с адгезией /сцеплением/ частиц. Требуется небольшой перепад давлений, чтобы устранить адгезию.  Рис. 71. Слой с поршневым уносом частиц. Перепад давлений в области уноса увеличивается для преодоления сил трения поршней о стенки аппарата.  Рис. 72. Слой с каналообразованием. Открытие и закрытие каналов создают пульсирующую кривую псевдоожижения.  Рис. 73. Фонтанирующий слой. Требуется значительный перепад давлений для образования осевого канала в слое. Расчетные зависимости
Неподвижный слой Кипящий слой H0 · S · (1 – ε) = Hпс. · S · (1 – ε) Откуда высота кипящего слоя  /65/
 Откуда p1 – p2 ≈ Δpn /66/
p1 · S + A – GT – p2 · S = 0 GT – A = (p1– p2) · S g(ρT – ρC) · (1 – ε) · H · S = Δp · S Откуда высота слоя  /67/Для расчета "Н" Δp принимают или рассчитывают.
По формуле Дарси-Вейсбаха /внутренняя задача гидродинамики/  /68/а/ Re < 1, λ = 133/Re – ламинарный режим, б/ Re > 7000, λ = 2,34 – турбулентный режим, в/ l = H, г/  ,д/  ,е/  Выражения а/ – е/ подставляем в формулу /68/:  /69/Формулу /69/ опубликовал в 1952 г. американский ученый Эрган /S. Ergun/. Первое слагаемое формулы учитывает ламинарный режим, второе – турбулентный режим.
Балане сил, действующих на одиночную частицу в состоянии витания, будет таким же, как и /14/, только сила сопротивления будет называться силой кинетического /скоростного/ давления. Для учета ансамбля частиц в зависимость /16/ вводят порозность:  /70/Зависимость /70/ была опубликована в 1958 г. ленинградскими авторами: В.Д. Горошко, Р.Б. Розенбаум, О.М. Тодеc, – в виде  /71/Для расчета первой критической скорости порозность слоя принимается равной 0,4 и формула /71/ будет иметь вид:  /72/Для расчета второй скорости /критической/ псевдоожижения порозность слоя принимается равной 1,0 и формула /71/ будет иметь вид:  /78/Для расчета любой скорости псевдоожижения /в том числе и рабочей/ применяется графическая зависимость критерия Лященко от критерия Архимеда и порозности:  /74/где  .Графическая зависимость /диаграмма/ /74/ представлена на рис. 74.  Рис. 74. Зависимость критерия Ly от критерия Ar и порозности 4/ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ Цель перемешивания заключается в снижении градиента концентрации или температуры, либо обоих одновременно, в перемешиваемой среде. Применяется как самостоятельный процесс для получения однородной смеси или как средство для интенсификации тепловых, массообменных и химических процессов. Перемешивающее оборудование разделяют на четыре основные группы:
1. Перемешивание газов. Различают перемешивание: а/ нескольких газов /У-образное соединение труб, сопло, вентилятор/, б/ газы и пары /то же/, в/ газы и жидкости /диспергирование – сопло, центробежные разбрызгиватели и др./, г/ газы и твердые вещества /пневмотранспорт, взвешенный слой/. Перемешивание в газовой среде редко применяется как самостоятельный процесс и обычно рассматривается совместно с другими процессами /абсорбция, сушка и др./. 2. Перемешивание ньютоновских жидкостей. Различают перемешивание: – циркуляционное, – струйное, – барботажное, – ультразвуковое /акустическое/, – пульсационное, – механическое с помощью мешалок: – лопастные, – пропеллерные, – турбинные, – специального типа. Некоторые виды перемешивания и типы мешалок представлены на рис. 75-88. 3. Перемешивание неньютоновских жидкостей Проводится с помощью мешалок и смесителей.
4. Перемешивание твердых сыпучих материалов. Проводится в смесителях. Различают смесители:
МЕХАНИЧЕСКОЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЕ НЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ Теоретические основы Движение потока перемешиваемой жидкости, вызываемое мешалкой, очевидно, можно описать дифференциальным уравнением Навье-Стокса, которое после преобразования согласно теории подобия приводится к критериальному уравнению /11/. Для стационарного процесса перемешивания выпадает критерий Н0, тогда уравнение /11/ примет вид:  /75/Раскрывая критерии подобия, получим функциональную зависимость между величинами:  /76/Однако при перемешивании в жидкой среде мы имеем сложную эпюру распределения скоростей и давлений в аппарате с мешалкой. Схема аппарата представлена на рис. 89.  Рис. 89. Схема аппарата с перегородками и мешалкой. Можно предположить, что скорость движения жидкости в любой точке аппарата будет пропорциональна числу оборотов мешалки и диаметру мешалки:  /77/Мешалку можно рассматривать как насос, тогда полезная мощность  /78/В свою очередь расход жидкости будет зависеть от скорости и диаметра аппарата:  /79/Таким образом от зависимости /76/ мы переходим к зависимости /80/:  /80/Методом анализа размерностей зависимость /80/ переводятся в критериальное уравнение:  /81/где  – критерии мощности,  – центробежный критерий Рейнольдса, – центробежный критерий Фруда. – геометрический симплекс.Для механического перемешивания геометрических симплексов может быть несколько /все параметры относятся к диаметру мешалки/:  ;  ;  ;  .При условии геометрического подобия /Г = const и переходят в константу "С"/ и при отсутствии воронки /  ≈ 0, для устранения воронки устанавливают перегородки/ уравнение /81/ принимает вид: /82/Общий вид зависимости /82/, полученный опытным путем, представлен на рис. 90.  Рис. 90. Общая зависимость критерия мощности от критерия Рейнольдса. Режимы перемешивания и расчет полезной мощности На графике рис. 90 можно отметить четыре характерных области.
   ; N μ /83/В ламинарном режиме мощность, потребляемая мешалкой, пропорциональна вязкости среды.
  ; N μ /83/В турбулентном режиме мощность перемешивания пропорциональна плотности среды.
 Рис. 91. Перемешивание с образованием воронки. 1 – область вынужденного вихря, где собираются частицы суспензии. Мощность двигателя мешалки Определяется по формуле  , /85/где η = 0,6 – 0,9 – кпд мешалки. Для ньютоновских жидкостей пусковой момент не учитывается. Интенсивность и эффективность перемешивания Если τ – время для достижения определенного технологического результата, то произведение τ · n /86/ может служить показателем интенсивности мешалки. Самой интенсивной признается турбинная мешалка. Произведение N · τ /87/ может служить показателем эффективности мешалки. Самой эффективной признается пропеллерная мешалка. Пути интенсификации перемешивания. Основные трудности при моделировании механического перемешивания в турбулентном режиме возникают из-за изменения масштаба турбулентности /размер вихря и путь его смешения/. В малом объеме аппарата соответственно невелик масштаб турбулентности и перемешивание осуществляется более интенсивно, чем в большом объеме аппарата. В соответствии с этим можно отметить следующие пути интенсификации процесса перемешивания.
НЕНЬЮТОНОВСКИЕ ЖИДКОСТИ Методика определения мощности механического перемешивания
 мин-1 /88/Для псевдопластичной жидкости принимается k = 13, для бингамовской k = 10, для дилатантной  .
 |
< /30-50/, ламинарный режим перемешивания. В этом случае
.Похожие:
 | Учебно-методический комплекс дисциплины культурология федеральное... «Дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)» в г. Петропавловске-Камчатском | | Учебно-методический комплекс дисциплины социология федеральное агентство... «Дальневосточный государственный технический университет (двпи им. В. В. Куйбышева)» в г. Петропавловске-Камчатском |
 | Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова | | Методические указания по выполнению реферата Волгоград Ысшего профессионального образования «волгоградский государственный технический университет» камышинский технологический институт... |
| «Московский государственный университет путей сообщения» рабочая программа Ярославский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский... | | Глызин Дмитрий Сергеевич Ярославский государственный университет имени П. Г. Демидова, 150000, г. Ярославль, ул. Советская, 14 |
| Технический регламент о безопасности питьевой воды Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | | Санкт-Петербургский государственный морской технический университет... Рецензия на книгу: С. А. Остроумов "Биотический механизм самоочищения пресных и морских вод: элементы теории и приложения" (Москва,... |
| Издательства или провайдера Доступ ко всем бд ebsco publishing имеют организации дво ран и Владивостокский государственный университет экономики и сервиса; к... | | Изучение культурологической проблематики подростками в горизонте деятельностного подхода Фгбоу впо «Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского» |
| Бойцов Евгений Александрович Правообладатель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ярославский... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Фгбоу впо «Ярославский государственный педагогический университет им. К. Д. Ушинского» |
| Малые инновационные предприятия как основа становления инновационной экономики России Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова, экономический факультет, г. Ярославль, Россия | | Теоретические основы комплексной технологии окончательной влажно-тепловой... «Орловский государственный технический университет» (Орелгту) и Государственном образовательном учреждении высшего профессионального... |
| «московский государственный технический университет гражданской авиации»... Кирсановский авиационный технический колледж-филиал федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего профессионального... | | Фгоу впо «Орловский государственный аграрный университет», доцент,; Алфеева М. В Гоу впо «Орловский государственный технический университет», студентка |
