Перемешивание происходит

2. Пузырь, поднимаясь, раздвигает эмульсию в стороны, и материал, находящийся вблизи пузыря, входит в его облако и увлекается в шлейф, ширина которого примерно равна диаметру пузыря. Материал идеально перемешивается в шлейфе, и это приводит к поперечному перемешиванию слоя. Материал, находящийся в отдалении от пузыря, несколько смещается при проходе последнего, но затем возвращается почти в первоначальное положение. Поперечное перемешивание материала при такой пульсации пренебрежимо мало.

В частном, но представляющем существенный интерес случае псевдоожижения в насадке перемешивание материала описывается несколько более просто. Для его горизонтальной составляющей автору работ {Л. 452, 453] удалось получить приближенные расчетные корреляции. Он определял (Л. 453] горизонтальное перемешивание материала в псевдоожиженных азотом слоях медных и никелевых сферических частиц (средним диаметром 96,5; 137; 230 и 357 мкм) в неподвижной насадке из шаров (диаметром 9,5 мм) в аппарате прямоугольного сечения (178X46 мм). Были сделаны допущения, что весь газ сверх необходимого для минимального псевдоожижения проходит в виде пузырей, а на единицу своего объема пузыри переносят (увлекают) неизменный объем материала, не зависящий от размера и частоты пузырей. На базе уравнения диффузии Эйнштейна, используя эмпирическую константу, автор [Л. 453]

При обтекании гравитационно движущимся слоем вертикальных поверхностей перемешивание материала минимально; ему подвержены в лучшем 'Случае всего лишь несколько монослоев частиц около стенки, и хотя отклонение теплообмена от теплоотдачи стержнепо-добного потока в принципе имеется [Л. 109], но часто оно весьма невелико [Л. 224] и кондуктивная составляющая теплоотдачи многократно превышает конвективную. Поэтому представляется неоправданным, создающий представление о интенсивном перемешивании материала в движущемся слое термин «конвективный теплообмен» его со стенкой, применяемый в [Л. 1109].

на лорядок выше удельного сопротивления слоя чистого графита (например, при Af=l,5 р возрастало с 70 до 2 100сш-сл, т. е. в 30 раз) (см. рис. 5-25). Вывод авторов, что идеальное перемешивание материала в бинарном псевдоожнженном слое привело бы к бесконечно большому сопротивлению, а'конечное указывает на неполноту смешения, вряд ли обоснован, если допустить не простую кубическую укладку частиц в агрегатах слоя, а более уплотненную и, главное, учесть статистический характер полного перемешивания.

Принцип устранения застойных зон с помощью движения самих отверстий решетки прогрессивен. При вращающихся решетках [Л. 97, 101] и решетках, движущихся возвратно-поступательно с большой амплитудой колебаний, как известно, появляется и другая ценная возможность — сохранять перемешивание материала при работе с расходами газа, уменьшенными в несколько раз против обычного, за счет поочередного псевдоожи-

преимуществ ведения .процессов в псевдоожижеином слое. Этот способ не лишен и существенных недостатков (продольное перемешивание материала, эрозия труб). Представляется целесообразным подробно остановиться на преимуществах псевдоожижения, его недостатках и спосо'бах их преодоления лишь после детального рассмотрения гидродинамики л теплообмена в реальных псевдоожиженных слоях.

В псевдоожиженном слое может происходить интенсивное перемешивание материала к текучего. Перемешивание интенсифицирует одни процессы и ослабляет другие. Оно оказывает существенное влияние на теплообмен, массообмен и протекание химических реакций 180

До сих 'пор нет корреляций, позволяющих рассчитать перемешивание материала в псевдоожиженном слое. Некоторые исследователи сделали попытку обработать экспериментальные данные на основе аналогии с молекулярной или турбулентной, диффузией и подсчитали эффективные коэффициенты диффузии [Л. 205 и 696]. Однако полученные таким образом данные носят отрывочный характер. По опубликованным Лева [Л. 988] данным Барта (Л. 205] коэффициенты диффузии частиц в псевдоожиженном слое оказались примерно пропорциональными скорости фильтрации. Барт псевдоожижал газом слой частиц (d=\\5 м/с) катализатора крекинга Б~трубе ""диаметром" 32 тм:—Масеимяяяа--и--Бракаяе-[Л. 696] изучали перемешивание псевдоожиженного воздухом слоя стеклянных шариков (d = 0,7 мм) в трубе диаметром 100 мм, непрерывно подсыпая сверху окрашенные шарики и измеряя их концентрацию в пробах, отбиравшихся в различных точках вдоль оси слоя. Для поддержания постоянной высоты слоя снизу выпускалось столько же частиц, сколько подсыпалось сверху. В условиях опытов Массимилла и Бракале не наблюдалось пропорциональности коэффициента диффузии материала D* и скорости фильтрации Шф:

Как уже упоминалось, перемешивание среды и материала в псевдоожиженяом слое оказывает существенное влияние на протекание там различных процессов. Есть положительные стороны в перемешивании. Общеизвестно, что перемешивание материала в псев-д-оожиженном слое способствует выравниванию температур в нем даже при проведении процессов с боль-

шим тепловым эффектом и ведет к интенсификации теплообмена псевдоожиженного слоя с погруженными в него поверхностями нагрева (охлаждения). Это облегчает поддержание желательной температуры в аппарате. Боресков и Слинько [Л. 636] отмечают ту положительную сторону перемешивания среды (газа) в псевдо-ожиженном слое, что становится возможным раздельный ввод компонентов реакционной смеси в слой катализатора. Это особенно ценно, если смесь исходных компонентов взрывчата в широком интервале составов. Однако в других отношениях продольное перемешивание материала и среды представляет собой фактор отрицательный, например, при организации теплообмена •между средой и материалом или проведении гетерогенных химических реакций. Благодаря продольному перемешиванию снижается среднее значение разности потенциалов, лапример температурного напора при тепло.-обмене, теряется возможность осуществления теплового противотока.

При а>1 перемешивание материала в псевдоожи-женном слое настолько эффективно, что взаимное расположение место подачи и отвода материала не играет роли. В промышленных псевдоожиженных слоях по [Л. 1020] Х0ф достигает 26000 ккал/м • ч-град и тогда а>1.

толщина которого не превышает 60 м. Частичное перемешивание происходит, однако на основании результатов измерений трудно сделать вывод о том, насколько интенсивно перемешиваются различные слои. Количество СО2, которое может быть поглощено водой, обратно пропорционально температуре воды. Значит, в соответствии с нашими представлениями о парниковом эффекте он может привести к возникновению нежелательного механизма позитивной обратной связи. Возможно, что количество СО2, поглощаемое океаном, находится в прямой зависимости от парциального давле-

Измельчение наполнителя и фторопласта-4, а также их тща* тельное перемешивание происходит за счет трения между рабо* чими конусами.

С. Н. Ганзом и В. Д. Пархоменко разработан метод размола композиции в спирте (соотношение твердой фазы и этилового спирта 1:3) на коллоидной мельнице конусного типа, в которой измельчение фторопласта-4 с наполнителями, а также их тщательное перемешивание происходит в результате трения между рабочими конусами, имеющими зазор в 0,1—0,08 мм.

очень часто применяются перекрещивающиеся горелки, показанные на рис. 62. Эти пальцеобразные горелки, выходная часть которых располагается между трубками стен, помещаются обычно я а передней стене топки. Они устанавливаются над самой шлаковой ванной, и факел направляется на ее поверхность- Топка с перекрещивающимися горелками показана на рис. 7 и 63. У перекрещивающихся горелок (рис. 62) первичная смесь и вторичный воздух вводятся отдельно. Их перемешивание происходит на определенном расстоянии от передней стены топки, где первичный поток уже газифицирован. При этом вторичный воз-128

Обломки кристаллов, появляющиеся при принудительном перемешивании расплава в форме, в зависимости от длительности перемешивания будут оказывать либо только модифицирующее, либо модифицирующее и затравочное действие на процесс кристаллизации отливки. Если перемешивание происходит в течение времени, меньшего, чем необходимое в данных условиях литья (температура заливки и скорость охлаждения расплава в форме) для практически полного отвода теплоты перегрева, то образующиеся обломки кристаллов расплавятся и окажут модифици-

рующее действие. Если перемешивание происходит дольше, то обломки кристаллов, образующиеся после полного исчезновения перегрева в незатвердевшей части отливки, уже не будут расплавляться и окажут затравочное действие.

при помощи горелок подают газ, который при встрече с воздухом перемешивается в нем- медленно; горение газа происходит в таком же темпе. В этом случае образуется длинное, до 3—4 м и более светящееся пламя. Перемешивание происходит за счет способности диффузии частиц газа распространяться в окружающем факел слое воздуха, а частиц воздуха — в слое газа. Этот способ сжигания газа называют диффузионным или внешнего смешения, или светящегося пламени. На схеме., строения светящегося пламени показывается, что факел его делится на три зоны: холодную зону, зону подготовки и зону горения. В холодной зоне нет цвета пламени, так как газ еще не прогрелся и в соединение с кислородом не вступил. Температура газа ниже температуры воспламенения.

Однако иа практике 4со ле удается измерить в точке, расположенной непосредственно за зоной окончания процесса горения. В большинстве случаев точка отбора пробы находится в конвективной части котла. При этом газы первоначально перемешиваются в зоне горения, затем транспортируются через радиационные поверхности и затем дополнительно перемешиваются в зоне конвективных поверхностей нагрева. Глубокое перемешивание происходит в дымососе (особенно в дымососах центробежного типа). Во многих случаях эта

ft6 сравнению с равновесными. Кроме того, для равновесных профилей величина Н остается почти постоянной в направлении течения; для неравновесных профилей Я последовательно увеличивается. Это означает, что при наличии равновесия толщина вытеснения б* возрастает медленнее, а перемешивание происходит более интенсивно.

В покоящемся газе и в ламинарном газовом потоке перемешивание происходит сравнительно медленно, так как оно обусловлено лишь хаотическим движением молекул газа. Если соседние слои газа имеют различный состав (или температуру), то в результате хаотического движения молекул происходит постепенное выравнивание состава (или температуры), т. е. молекулы переходят из одного слоя в другой.

В турбулентном потоке перемешивание происходит не только за счет хаотического движения отдельных молекул, но и за счет перемещения целых объемов (молей) газа, также переходящих из одного слоя в другой. Скорость перемещения больших масс газа гораздо меньше, чем скорость движения молекул, но зато путь, который проходят эти массы, гораздо больше. Длина пробега молекул оценивается величиной порядка К)-5-—10~6 см, а путь, который проходит отдельный объем газа при турбулентном движении по трубе, может составлять около 0,4 ее диаметра (в среднем 0,Ы). В результате этого интенсивность процесса перемешивания при турбулентном режиме всегда во много раз выше, чем при ламинарном. Иными словами, турбулентно движущийся газ обладает как бы большим коэффициентом диффузии, чем неподвижный.