Кафедра процессов и аппаратов химической технологии Семинар 13

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии. Семинар 13. Псевдоожижение.

Задача 40. В вертикальном цилиндрическом аппарате «КС» производится охлаждение сферических гранул нитрата аммония в потоке атмосферного воздуха. Воздух, имеющий температуру 23 °С, при атмосферном давлении 733 мм рт. ст. подаётся под решётку аппарата с расходом 150000 м 3/ч (в пересчёте на нормальные условия!). Охлаждаемые гранулы с кажущейся плотностью S = 1660 кг/м 3 имеют следующий фракционный состав: Фракция, мм 1… 2 2… 3 3… 4 4… 5 Содержание частиц, %масс. 11, 3 82, 7 4, 3 1, 7 Средний диаметр гранул фракции, мм 1, 41 2, 45 3, 46 4, 47 Насыпная плотность этих гранул нас = 860 кг/м 3. Определить нижний и верхний пределы скорости воздуха, при которых возможен режим псевдоожижения.

Решение. Скорость начала псевдоожижения 1. По уравнению гидравлического сопротивления Для сферических гранул = 1. Порозность слоя: Средний диаметр частиц полидисперсного слоя: Свойства воздуха при Т = 296 К и р = 733 мм рт. ст. :

Приравниваем сопротивление неподвижного слоя к сопротивлению псевдоожиженного слоя: получаем квадратное уравнение 2. По критериальному уравнению

Критерий Архимеда Критерий Рейнольдса для начала псевдоожижения Скорость начала псевдоожижения или

Наиболее точный результат даёт расчёт по уравнению гидравлического сопротивления. Второй по точности результат даёт формула (расхождение с первым результатом 8%). Третий по точности результат даёт формула (расхождение с первым результатом 15%). Отметим, что воспользовавшись формулой Тодеса мы получим неудовлетворительный результат, поскльку эта формула применима только для сферических частиц при порозности 0, 4.

Скорость начала уноса (для самых мелких частиц 1 мм)

Задача 41. Для условий задачи 36 определить диаметр аппарата «КС» , в котором число псевдоожижения равно 2.

Решение. Рабочая скорость воздуха Объёмный расход воздуха Диаметр аппарата

Задача 42. Определить гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя высотой 200 мм в рассмотренном выше аппарате.

Критерий Рейнольдса в рабочих условиях иначе Поразность псевдоожиженного слоя Сопротивление псевдоожиженного слоя