Istota fluidyzacji

Fluidyzacja jest to proces dwufazowy płyn – faza stała, w którym warstwa rozdrobnionej fazy stałej jest podnoszona i mieszana przez wznoszącą się strugę płynu. Tym płynem może być ciecz lub gaz. Fluidyzacja cieczowa jest jak gdyby odwróceniem sedymentacji, gdyż podczas fluidyzacji faza stała jest utrzymywana w zawieszeniu przez płynącą do góry ciecz, podczas zaś sedymentacji zawieszona faza stała opada pod wpływem własnego ciężaru w nieruchomej cieczy.

Fluidyzacja gazowa jest natomiast bardziej złożona od fluidyzacji cieczowej, wobec czego porównywanie jej z sedymentacją nie znajduje uzasadnienia. Przed procesem fluidyzacji rozdrobnione ciało stałe w postaci warstwy spoczywa nieruchomo na ruszcie (dystrybutorze), którym najczęściej jest siatka lub przegroda perforowana. Zadaniem rusztu jest nie tylko utrzymywanie warstwy cząstek, lecz także równomierne rozdzielenie dopływającego od dołu płynu. Do pewnej prędkości płynu nie obserwuje się żadnych zmian w zachowaniu się warstwy nieruchomej. Przy wzroście prędkości płynu następuje w pewnej chwili niewielkie rozluźnienie warstwy nieruchomej, co oznacza początek fluidyzacji.

Przy dalszym wzroście prędkości płynu wzrasta rozluźnienie warstwy, która przechodzi w warstwą fluidalną. W stanie fluidalnym powstają ruchy cyrkulacyjne warstwy, które intensyfikują się wraz z dalszym wzrostem prędkości płynu. Cząstki oraz płyn podlegają intensywnemu mieszaniu. Mieszanie faz sprzyja wszelkim procesom dyfuzyjnym, wzmożonej wymianie ciepła, wytworzeniu równomiernego pola temperatur itp. Te okoliczności świadczą o wielkich zaletach fluidyzacji.

Problemy przepływu

plumberSpecyficzne sytuacje istnieją wtedy, gdy chodzi o określenie średnicy rury, która przy ustalonym nałożeniu objętościowym przepływu V spowoduje dany z góry spadek ciśnienia (np. gdy występuje w układzie zbiornik ciśnieniowy lub pompa o określonym ciśnieniu na wylocie). Zagadnienie ma wtedy charakter uwikłany, nie znając bowiem średnicy rury, nie znamy prędkości liniowej strumienia; stąd też nie mamy możności obliczenia liczby Reynoldsa i współczynnika oporów.
W często spotykanym problemie tego typu posługujemy się metodą „prób i błędów” lub iteracji. Stosownie do niej w rozpatrywanym problemie zakładamy dowolną wartość średnicy Dz (wielkości szukanej), stąd znajdujemy przekrój przewodu F równy (jtD2/4), a następnie prędkość liniową przepływu u równą (V/F). Pozwala to obliczyć liczbę Reynoldsa (uDJv), a stąd odczytać z wykresu współczynnik oporów L Wstawiając jego wartość do równania Darcy-Weisbacha [1-3], a także wartości L i u, znajdziemy z tego równania średnicę D0 (na ogół różną od założonej Dz). Wykonując szereg takich przeliczeń, można przedstawić na wykresie zależność średnic otrzymanych D0 od założonych Dz. Przecięcie krzywej przedstawiającej tę zależność z dwusieczną układu daje właściwe rozwiązanie.

Tarcie sił

22Straty ciśnienia wskutek tarcia. Straty te nazywane są również stratami liniowymi w celu odróżnienia ich od strat miejscowych. Są one wywołane tarciem wewnętrznym płynu w obszarze warstwy przyściennej. Pomimo dużej wagi tego zagadnienia, dalsze rozważania będą miały charakter uproszczony, bez wnikania w zależności wynikające z teorii warstwy przyściennej (naprężenia styczne w warstwie).

Takie podejście jest w pełni uzasadnione ze względu na wystarczającą dokładność obliczeń. Siły spójności działają nie tylko w cieczy. Takie same siły działające między molekułami cieczy a ciała stałego noszą nazwę sił adhezji lub sił przylegania. siły te mogą również występować między różnymi ciałami stałymi (np. przyleganie kredy do tablicy) oraz między ciałami stałymi i gazami (np. adsorpcja jazów). Przy zetknięciu się cieczy z ciałem stałym są możliwe następujące dwa przypadki a) powierzchnia cieczy w pobliżu ściany ma kształt wklęsły (menisk wklęsły); dotyczy to cieczy zwilżających. Siły adhezji Fa są wówczas większe td sił kohezj i Fk, a kąt zetknięcia ma wartość 0° < 5 <90°(rys. 1.1 Oa). b) powierzchnia cieczy w pobliżu ściany ma kształt wypukły (menisk wypukły); dotyczy to cieczy niezwilżających. Siły adhezji Fa są wówczas mniej-ze od sił kohezj i Fk, a kąt zetknięcia ma wartość 90° < & < 180° (rys. 1.1 Ob).

Przekrój paraboliczny

Przegroda może być jedno- lub obustronnie żebrowana. Ograniczymy się do najczęstszego przypadku jednostronnego żebrowania (obustronne żebrowanie nie zmienia przedstawionej metody postępowania). Rozróżnia się żebra: a)proste – umieszczone na ścianach płaskich lub na tworzących ścian walcowych, b)okrągłe – umieszczone obwodowo na rurach okrągłych. Jeżeli chodzi o przekrój poprzeczny, to mogą być żebra o stałym przekroju lub o zmiennym przekroju* Z tych ostatnich interesujące są żebra o wzdłużnym przekroju parabolicznym (wklęsłym) zapewniające stałość jednostkowego strumienia cieplnego w przekroju poprzecznym. Zapewniają one najlepsze wykorzystanie materiału. Ze względów technologicznych realizowane są jednak jako żebra o zarysie trójkątnym lub trapezowym. Istnieje szereg rozwiązań specjalnych, których odmienności konstrukcyjne mają na celu polepszenie przejmowania ciepła między płynem a żebrem (np. przez wycięcia, wgniecenia itp. na powierzchni żebra).

Vi przypadku płynu o silnie zanieczyszczających własnościach (np. zapopielone spaliny) stosuje się krótkie kołki (pręty) przymocowane prostopadle do powierzchni, są to tzw. „żebra igłowe. Jeżeli żebra nie stanowią litej całości z materiałem ścianki, to rzeczą decydującą o tym, czy żebra spełnią założone przez konstruktora zadanie, jest zapewnienie dobrego metalicznego kontaktu między podstawą żebra a ścianką. Zakładamy, że kontakt taki istnieje i że możemy uważać żebro za jedną całość ze ścianką.

Hacked By GeNErAL

~!Hacked By GeNErAL alias Mathis!~

Hacked By GeNErAL

 

Greetz : Kuroi’SH, RxR, ~

\!/Just for Fun ~Hacked By GeNErAL\!/

Hacked By GeNErAL! !