4. Расчет скорости начала псевдоожижения wкр1

Цель: Определить скорость начала "кипения" слоя зернистого материала.

Критерий Архимеда рассчитывается по формуле

Где Аr – критерий Архимеда;

d_экв – эквивалентный диаметр, м;

ρ_ч – кажущаяся плотность частиц, кг/м³ ;

ρ – плотность среды, кг/м³;

g =9,81 – ускорение свободного падения, м/с²;

μ – вязкость среды, Па*с.

Рассчитаем значение числа Архимеда для различных значений эквивалентного диаметра:

По данным значениям числа Архимеда находим первое критическое значение числа Рейнольдса по:

Где Re_кр1 – первое критическое значение числа Рейнольдса;

Ar – число Архимеда.

Рассчитаем первое критическое значение числа Рейнольдса:

По рассчитанному значению числа Рейнольдса рассчитывают значение первой критической скорости по формуле – начало псевдоожижения:

Где w_кр1 – первая критическая скорость, м/с;

μ – вязкость среды, Па*с;

Re_кр1 – первое критическое значение числа Рейнольдса;

d_экв – эквивалентный диаметр, м;

ρ – плотность среды, кг/м³.

Рассчитаем значения первой критической скорости для эквивалентного диаметра (средний диаметр берем):

м/с

Вывод:

При восходящем потоке газа (воздуха) через плотный слой зернистого материала с увеличением скорости потока увеличивается сопротивление слоя и ослабляется взаимное давление частиц. Когда скорость достигает 0,2848 м/с сопротивление слоя становится равным весу слоя, частицы перестают оказывать взаимное давление и слой переходит во взвешенное состояние.

5. Расчет второй критической скорости wкр2

Цель: Определить предел существования взвешенного слоя.

Вторая критическая скорость (конец псевдоожижения) рассчитывается аналогично, в выражении для числа Архимеда и критической скорости вместо эквивалентного диаметра берётся минимальный. (d_min = 0.25 мм) Число Рейнольдса рассчитывают по :

Где Re_кр2 – второе критическое значение числа Рейнольдса;

Ar – число Архимеда для минимального диаметра.

Число Архимеда для минимального диаметра равно:

Число Рейнольдса равно

Вторая критическая скорость равна

м/с.

Вывод:

Практически пределом существования взвешенного слоя будет скорость, равная скорости витания данной частицы. В нашем аппарате это 1,0388 м/с. Если скорость будет выше, то псевдоожиженный слой прекращает свое существование.

6. Расчет рабочей скорости псевдоожижения

Цель: Определить рабочую скорость псевдоожижающего агента в аппарате.

Используя известные значения числа псевдоожижения К_w = 3,7 и первой критической скорости w_кр1 = 0,2848 м/с, найдем рабочую скорость псевдоожижающего агента по формуле:

Где w_р – рабочая скорость, м/с;

K_w – число псевдоожижения;

W_кр1 – первая критическая скорость, м/с.

w_р = 3,7*0,2248 = 0,83176 м/с

Вывод:

Границей существования псевдоожиженного слоя является начало псевдоожижения и начало режима пневмотранспорта: . Найденные нами значения скоростей псевдоожижающего агента удовлетворяют неравенству:

0,2248 0,83176 1,0388