Подставим полученное значение a в уравнение (2), получим

Для частиц несферической формы в уравнение добавляется фактор формы Ф:

Подставим уравнение (3) и уравнение для действительной скорости W в уравнение (1).

Сопоставим полученную зависимость с основной кинетической зависимостью процесса фильтрования.

где R – общее сопротивление, r – удельное сопротивление, R = rl. Тогда

r = 110μc (1−ε0 )2 .

ε30dз2Ф2

2.3.КИНЕТИКА ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ

Впоследнее время всё большее применение находят процессы взаимодействия жидкости или газа с твёрдым зернистым материалом, при проведении которых твёрдые частицы приобретают подвижность друг относительно друга. Такое состояние слоя зернистых частиц получило название псевдоожиженый слой или кипящий слой, или взвешенный

слой.

Проведение процессов в режиме взвешенного слоя характеризуется следующими достоинствами:

–равномерное распределение температур и концентраций по слою;

–интенсификация процесса, особенно для процессов, скорость протекания которых связана с термическим или диффузионным сопротивлением в газовой фазе;

–компактность оборудования;

–непрерывность процесса и возможность его полной автоматизации.

20

Недостатки:

–выравнивание температуры и концентрации приводит к снижению средней движущей силы;

–значительное истирание материала;

–значительная эрозия стенок аппарата;

–необходимость крупных газоочистных сооружений;

–возникновение значительных зарядов статического электричества. Рассмотрим состояние зернистого материала при прохождении через

него потока жидкости или газа (рис. 5).

В зависимости от скорости потока, слой частиц ведёт себя следующим образом.

При плавном увеличении скорости Wf от нуля до Wf критического происходит обычный процесс фильтрования, при котором твёрдые частицы неподвижны. Этот режим называется режимом фильтрования.

При достижении Wf критического все частицы зернистого материала уравновешиваются сопротивлением или силой гидравлического сопротивления слоя.

При достижении Wf критического сила веса становится равной силе сопротивления, P = Gf , G = R. В этом случае частицы отрываются друг

от друга, и слой приобретает подвижность.

С учётом Архимедовых сил, действующих на частицу:

Рис, 5. К выводу уравнения для расчёта перепада давления во взвешенном слое:

а– аппарат взвешенного слоя;

б– схема движения потока в слое материала и силы, действующие на частицы

21

При дальнейшем увеличении скорости потока величина R начинает расти, и под действием разности сил R – G частицы начинают приподниматься, увеличивая зазор между частицами. С увеличением зазора уменьшается скорость между частицами до величины, равной скорости, достигнутой при Wf критической. Для такого состояния

(рис. 6). При псевдоожижении наблюдаются несколько стадий. При ско-

22