Зависимость перепада давления от скорости газа

Зависимость перепада давления от скорости газа. Скорость выхода на кипящий слой приводит к стабилизации перепадов давления и называется первой критической скоростью. За второй криттической скоростью происходит унос вспученного материала.

Постоянство перехода давления является основой для теории расчета первой и второй критичеких скоростей. Перепад давления в режиме фильтрации описан в уравнеии Эриана:

При переходе в кипящий слой частицы подвисают, т.е. сила тяжести уравновешивается силой давления, действующей на частицу. Сила давления на частицу связаня с переходом:; S - площадь сечения частицы.

Перейдем от V и S к V,ρ,S. Так как число частиц постоянно, то частицы пропорциональны объему реактора, а площадь сечения частицы пропорциональна площади сечения реактора.

отсюда найдем:

С другой стороны;

; или

Подставляем:

Существует такая возможность расчета скорости кипящего слоя с помощью имперического критериального уравнения.

Процессы разделения неоднородных систем.

Неоднородные системы состоят из нескольких неоднородных фаз. Фаза характеризуется однородным состоянием иагрегатным состоянием. В неоднордных системах различают дисперсную фазу и дисперсную среду. Дисперсная фаза- это частицы, а дисперсная среда(сплошная)- фаза, в которой частицы распределены. Диспесрсной фазой может быть так же жидкость или твордое тело, газ. Сплошной средой может быть газ или жидкость.

Дым -это твердые частицы,конденсация конденсация которых происходит в газе.

Туман - это жидкие частицы, конденсация которых происходит в газе.

Суспензия – это твердые частицы в жидкости.

Эммульсия – жидкие или газообразные частицы в жидкости.

В дисперсной фазе бывают частицы различных размеров:

1. Грубые дисперсии (р-р 100 мкм)

2. Средние дисперсии (1-100 мкм)

3. Тонкие дисперсии (0.5-1 мкм)

4. Муть (0.1-0.5 мкм)

5. Коллойдные частицы (0.1 мкм)

Муть и коллойдные частицы практически не оседают, но в них возможна коагуляция (укрупнение за счет слипания) коалисценция (оседания крупных частиц).

Уравнение материального балланса при разделении неоднородных систем.

Уравнение материального балланса можно составить по 2 направлениям:

1. Материальный баланс по потокам

2. Материальный баланс по веществу

Схема отстойника:

В отстойник втекает жидкость с массовы расходом. В отстойнике жидкость осветляется и вытекает. Осветленная с массовым расходом, а так же в виде концентрированного осадка с массовым расходом. Балланс по потокам.

Пусть в мутной жидкости содержится дисперсная фаза с массовой долей. В осветленной жидкости будет массовая доля, а в осадке-. Можно составить балланс по веществу:

– баланс сотавляется поприходу и уходу вещества.

;;;

Разрешим уравнение относительно:

Уравнение материального баланса работы отстйника.

Методы разделения жидких неоднородных систем.

Существует 3 метода разделения:

1. Отстаивание – осаждение частиц под действием силы тяжести. Применяется для очистки грубых систем и как предварительная стадия очистки полудисперсных систем.

2. Центрифугирование – разделение под действием центробежной силы. Применяется для любых систем.

3. Фильтрование – процесс разделения с помощью пористой перегородки, проницание жидкости через перегородку обеспечивается разностью давлений до и после перегородки. Применяется для отделений сред и тонких дисперсий. Ультрамикрофильтрация применяется идля коллойдных систем.

В процессе отстаиванияпроисходит постепенная концетрация частиц по направлению сверху вниз. Верхняя зона с минимальной концетрацией частиц называется осветленной. Ниже расположена зона, в которой частицы оседают, не сталкиваясь друг с другом. Это зона свободного осаждения. Ниже частицы оседают стесненно, так как концетрация их возрастает и они начинают сталкиваться друг с другом. При этом крупные частицы догоняют мелкие и ударяют их. В результате скорость осаждения мелких частиц возрастает, а крубных убывает, в среднем скорости выраниваются.

Кроме того, оседающие частицы вызывают поток жидкости снизу вверх, так как вытесняют ее. Встречный поток жидкости затрудняет осаждение, поэтому в зоне стесненного осаждения концетрирование осадка происходит медленно.

Дата добавления: 2014-01-03