65.Псевдо и гидротранспорт зернистых материалов, понятие и основные виды. Гидродинамика зернистого слоя

Слой зернистого материала, помещенный в аппарат, называют зернистым слоем.

1. Если частицы сферические, в качестве характерного размера принимается диаметр частицы. Если несферические, принимается среднеобъемный диаметр частиц.

2. Коэффициент формы — отношение размера произвольной формы к поверхности сферической частицы при равных объемах.

3. Объем слоя. V_сл = H∙S

4. Пористость — отношение свободного объема слоя к объему слоя. , — коэффициент заполнения.

5. Удельная поверхность слоя: a=S_сл / V_сл. — отношение поверхности слоя к объему слоя.

6. Эквивалентный диаметр слоя: — диаметр канала, по которому движется жидкость при условии равенства объема канала свободному объему, то естьV_к = V_св. Под свободным объемом понимают объем слоя, не занятый твердыми частицами.

7. Скорость движения жидкости: w = w_ср/ — скорость, с которой жидкость движется через слой материала. w_ср — средняя скорость движения жидкости по сечению незаполненного аппарата.

ПНЕВМО- И ГИДРОТРАНСПОРТ (пневматический и гидравлический транспорт), виды трубопроводного транспорта для перемещения сыпучих материалов (реже-штучных грузов) под действием транспортирующего агента-соотв. газа или жидкости.

В хим., нефтехим., нефтеперерабатывающей и др. отраслях пром-сти наиб. широко используется пневмотранспорт, причем не только для перемещения материалов, но и как составная часть технол. установок для осуществления хим., тепловых, массо- и ионообменных процессов в системах газ-твердое тело. Преимущества пневмотранспорта перед др. видами транспорта-простота, высокая производительность и надежность, возможность полной автоматизации.

Наиб. распространенный транспортирующий агент-воздух, но по технол. соображениям могут использоваться и др. газы, напр. азот-для транспортирования пожаро- и взрывоопасных материалов. Воздействие транспортирующего газа на сыпучий материал м. б. прямым или косвенным. В первом случае транспортирование материалов в трубопроводах и аппаратах осуществляют в потоке газа за счет перепада давления последнего. Во втором случае транспортируемый материал перемещается ("течет") по аэрожелобам и аппаратам в псевдоожиженном (аэрируемом) состоянии (см. Псевдоожижение)под действием силы тяжести. Сочетание прямого и косвенного воздействия транспортирующего газа на материал используют при пневмотранспорте в плотном слое (когда сыпучая масса с высокой концентрацией твердой фазы перемещается в виде столба, или "пористого поршня").

Для осуществления пневмотранспорта применяют комплексы устройств -пневматические транспортные (пневмотранспортные) установки периодического или непрерывного действия. Осн. элемент в них-транспортный трубопровод, к-рый м. б. прямым или составленным из колен, располагаться горизонтально, вертикально и наклонно. Он состоит из стальных бесшовных труб с приварными фланцами. Толщина стенок труб колеблется от 1 до 10 мм Для характеристики действия пневмотранспортных установок обычно определяют след. показатели: 1) производительность по твердой фазе-масса твердой фазы, переносимая через поперечное сечение трубы в единицу времени. 2) Массовый или объемный расход транспортирующего агента-соотв. масса или объем газа, прошедшего через поперечное сечение трубы в единицу времени. 3) Массовая расходная концентрация  (в кг/кг) транспортируемого материала, равная отношению массового расхода твердой фазы к массовому расходу газа; различают установки с низкой ( < 4), средней ( = 4-20) и высокой ( > 20) концентрацией частиц материала; при транспортировании материалов в плотных слоях  может достигать 500-600 кг/кг. 4) Скоростьзавала-скорость транспортирующего потока, при к-рой наступает завал 5) Скорости транспортирующегоагента и транспортируемого(перемещаемого) материала, 6) Гидравлич. сопротивление-сопротивление движению газа, приводящее к потере мех. энергии потока.

Во всасывающих установках (рис., а)побудитель расхода газа (вентилятор или вакуум-насос) 6 "просасывает" газ через всю систему. Дисперсный материал захватывается потоком газа в заборное устройство (сопло) 1, перемещается по системе трубопроводов 2, выделяется в осадителе (бункер или аппарат) 3 из потока газа. После осадителягаз очищается от пыли в пылеуловителе 5 и сбрасывается в атмосферу. Материал из осадителя выводится через шлюзовые затворы 4. Всасывающие установки удобны тем, что они работают без пылевыделения и способны забирать сыпучий материал из неск. пунктов и передавать его в единый сборник-накопитель. В них используется вакуум(40-90 кПа).

В нагнетат. установках (рис., б) сжатый компрессором 6 газ через масловодоотделитель 7 поступает в ресивер 8, к-рый предназначен для скапливания газа с целью сглаживания колебаний давления, а также для охлаждения газа и отделения капель масла и влаги. К ресиверу м. б. подключено неск. трубопроводов. Сыпучий материал подается с помощью питателей 9 разл. конструкций, обеспечивающих герметичность ввода материала. После перемещения по трубопроводу 2 материал отделяется от газав отделителе 3; газ сбрасывается в атмосферу через пылеуловитель 5; материал и пыль выгружаются из пневмотранспортной системы через шлюзовые затворы 4. Сжатыйгаз, подаваемый компрессором, может переносить материал при высокой концентрации на большие расстояния. Нагнетат. установки удобны тогда, когда материал из одного пункта перемещается в неск. приемных пунктов. Они могут работать при низком (0,15-0,20 МПа), среднем (0,2-0,3 МПа) и высоком (0,3-0,4 МПа) давлении.