5. Расчет эквивалентного диаметра частиц слоя (dэ) и скорости свободного витания (ωсв)

Для нахождения d_э частиц слоя активированного угля провели следующую цепочку расчетов: Ly_пс→ Ar→ d_э

1. Рассчитали критическое значение критерия Лященко (Ly_пс) по упрощенной формуле 3.5а (поз. 3, стр. 94), так как средой является воздух:

,

где ω_пс – скорость псевдоожижения;

ρ_возд – плотность воздуха при псевдоожижении;

μ_возд – динамический коэффициент вязкости при скорости псевдоожижения

2. Определили критическое значение критерия Архимеда (Ar_кр1) по зависимости вида Ly = f(Ar) при Ly_пс = 0,0635 и порозности неподвижного слоя _о = 0,4 (рис. 3.8, стр. 108):

Ar_кр1 = 30000

3. Рассчитали эквивалентный диаметр частиц слоя по упрощенной формуле для Ar _кр1

(ф. 3.3, поз. 3, стр. 93), так как средой является воздух:

, откуда

м

4. Рассчитали скорость свободного витания (ω_св) по упрощенной формуле для Ly_св

(ф. 3.4а поз. 3 стр. 93), так как средой является воздух:

откуда _,

где плотность воздуха (ρ_возд) и динамический коэффициент вязкости (μ_возд) определяем в пересчете на температуру воздуха (t_возд) при скорости свободного витания (ω_св).

Рис.3 Зависимость порозности слоя от температуры воздуха

Анализируя полученную зависимость, определяем температуру воздуха (t_возд) при ε=1.

t_возд = 57,6 °C,

тогда , кг/м³

, Па·с;

Ly_св − критическое значение критерия Лященко рис. 3.8 (стр. 108) при  =1 и

Ar_кр = 30000; Ly_св = 450

м/с

6. Статистическая обработка результатов Расчет систематических погрешностей

1. Насыпная плотность слоя частиц

ln_нас = lnm_част – lnV_сл

_нас

_нас

_нас = _нас  _нас = 500  0,0319 = 15,95 кг/м³

 _нас = 500  15,95 кг/м³.

2. Плотность частиц

ln_част = lnm_част – ln(V_ – V_ац)

_част

_част =

_част = _част  _част = 1780  0,2228 = 396,584 кг/м³

_част = 1780  396,584 кг/м³.

Все последующие расчеты проводили при скорости псевдоожижения (ω_пс).

3. Абсолютное давление воздуха

p_абс = р_атм + р_отн

ln (р_абс) = ln(р_атм + р_отн)

р_абс =

р_абс =

р_абс = р_абс  р_абс = 1,0229·10⁵  0,53710^-3 = 54,93 Па

р_абс = 1,0229·10⁵  54,93 Па.

4. Плотность воздуха

_возд =

_возд =

_возд = _возд  _возд = 1,155  0,00216 = 0,00249 кг/м³

 _возд = 1,155  0,00249 кг/м³.

5. Динамический коэффициент вязкости воздуха

,

 =

 =

 =    = 19,07610^-6  0,0036 = 0,06910^–6 Пас

 = (19,076  0,069)10^–6 Пас

6. Фиктивная скорость воздуха

ω_о =

ln ω_о = lnV − ln(0,785  d_вн²)

ω_о =

ω_о =

ω_о = ω_о  ω_о = 0,00313  0,2482 = 0,00078 м/с

ω_о = 0,2482  0,00078 м/с

7. Порозность неподвижного слоя

ln_о = ln(_част − _нас) – ln(_част)

_о = _о  _о = 0,520  0,719 = 0,374

_о = 0,719  0,374

8. Порозность взвешенного слоя твердых частиц

 = =

lnε = ln(h – h_о + h_оε_о) – lnh

 =    = 0,02445  0,780 = 0,0191

 = 0,780  0,0191

9. Критерий Ly_пс

Ly_пс = Ly_пс  Ly_пс = 0,0635  0,240 = 0,0152

Ly_пс = 0,0635  0,0152

10. Эквивалентный диаметр частиц угля

,

d_э = d_э  d_э = 5,2·10^-4  0,1330 = 0,691610^-4 м

d_э = (5,2  0,6916)  10^-4 м

11. Скорость свободного витания

ω_св = ω_св  ω_св = 4,97  0,1139 = 0,566 м/с

ω_св = 4,97  0,566 м/с