Chương 9 trạng thái tầng sôi khối hạt

CHƯƠG 9 : TRẠ G THÁ I T Ầ G SÔI KH Ố I HẠ T Khái niệm: Trong các thiết bị của ngành Công ghệ Hoá Học, thường gặp hiện tượng tương tác giữa khối hạt và dòng lưu chất chuyển qua khối hạt đó, ứng với vận tốc nào đó thì khối hạt linh động hẳn lên, hiện tượng đó gọi là trạ ng thá i t ầ ng sôi củ a kh ố i hạ t. CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT trạ ng thá i t ầ ng sôi củ a kh ố i hạ t. Sự tác động tương hỗ giữa khối hạt và dòng lưu chất đánh giá bằng chuNn số đồng dạng Reynolds (của hạt) υ = µ ρ = vdvd Re 1. CHẾ ĐỘ CHẢY CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 2. VẬ TỐC CÂ BẰG CỦA HẠT  Khi hạt chuyển động trong ống, hình (H 9.1) sẽ chịu các lực sau : • Trọng lực G = mg = V r .ρ r .g; N • Lực đNy Archimede Ar = V r .ρ.g; N • L ự c cả n môi tr ườ ng N ; v . ρ . A . C = F 2 r CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 2. VẬ TỐC CÂ BẰG CỦA HẠT (tt) • L ự c cả n môi tr ườ ng N ; 2 . ρ . A . C = F r  Vận tốc cân bằng Định nghĩa: “Vận tốc của dòng lưu chất theo phương đứng đưa hạt vào trạng thái cân bằng lực, thì vận tốc đó gọi là vận tốc cân bằng” ( ) s/m; .C d.g 3 4 =v r r cb ρ ρ-ρ  Xét khi:  v = v cb : hạt ở trạng thái lơ lửng  v > v cb : hạt bị lôi cuốn theo dòng chảy  v < v cb : hạt lắng xuống (xảy ra quá trình lắng)  Công th ứ c tí nh v ậ n t ố c cân b ằ ng có h ệ s ố C r là h ệ s ố CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 2. VẬ TỐC CÂ BẰG CỦA HẠT (tt)  Công th ứ c tí nh v ậ n t ố c cân b ằ ng có h ệ s ố C r là h ệ s ố trở lực của hạt  Vùng chảy tầng:  Vùng Alen:  Vùng Newton – Rittinger C r = 0,44 Re 24 C r = 6,0 r Re 5,18 C =  Chun số Archimede Từ (9 – 3) bình phương hai vế ( ) ρ ρ−ρ = ρ µ .C gd . 3 4 .d .Re r r 22 22 4)-9(Ar 3 4 =C.Re r 2 CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 3. CÁC CHUẨ SỐ ĐỒG DẠNG ( ) 2 r 3 g.d Ar µ ρρ−ρ = 3 r Ở đây: Thay Re vào (9 – 4) tìm được  Chun số Lia – Sen – cô, ký hiệu LY ( ) ρ−ρµ ρ = = r g 23 v LY Ar 3 Re LY CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 3. CÁC CHUẨ SỐ ĐỒG DẠNG (tt) Khi v = v cb ⇒ ( ) ρ−ρµ ρ = r g 2 3 cb v LY 4.1. Tính theo phương pháp tính lặp Lần lượt như sau: • Chọn trước giá trị v’ cb • Kế đến tính Re, sẽ tìm ra vùng nào để có C r • Đem C r th ế và o ( 9 – 3 ) CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 4. CÁC PHƯƠG PHÁP TÍH VẬ TỐC CÂ BẰNG • Đem C r th ế và o ( 9 – 3 ) • Nu v cb = v ’ cb chính là kt qu, nu v cb ≠ v ’ cb thì chn li v ’ cb và tính lp t u. hược điểm: • Phương pháp này có nhưc im là mt nhiu thi gian tính CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 4.2. Tính theo phương pháp chế độ chảy Trình t như sau: • Trưc ht tính Ar, nu: 4 , 1 1 Ar 18 Ar Re6,3Ar   =⇒< 4. CÁC PHƯƠG PHÁP TÍH VẬ TỐC CÂ BẰNG • Khi ã bit Re thì tính: 2 1 4 , 1 33,0 Ar Re84000Ar 9,13 Ar Re84000Ar6,3       =⇒>       =⇒<< d. .Re =v cb ρ µ CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 4.3. Tính theo phương pháp đồ thị Trình tự như sau: • Trưc tiên tính Ar, trên trc hoành  th hình (H9. 2) là giá tr Ar kéo ưng song song vi trc tung, giao im vi ưng 6 là c Re t ó tính: s / m ; .Re = v µ • Nu nhìn t ưng 1 sang trái s có LY cb , tính theo công thc (9 – 6): s / m ; d. = v cb ρ ( ) s/m; g LY =v 3 2 rcb cb ρ ρ-ρµ Click vào đây  xem hình H9. 2 CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT 4.4. Tính theo phương pháp chun số Ar61,018 Ar Re + = T: • Kho sát (xem hình) 5. HIỆ TƯỢG GIẢ LỎG CỦA LỚP HẠT [...]... THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 6 TRẠ G THÁI TẦ G SÔI CỦA LỚP HẠT (tt) • Từ công thức (9 – 13) và (9 – 14) ta tìm được vk • Gọi hệ số tầng sôi là tỉ số giữa vận tốc làm việc trong thiết bị tầng sôi chia cho vận tốc tới hạn – ký hiệu Kv v Kv = vk Click vào đây để xem hình H9 5 Click vào đây để xem hình H9 5 CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 7 CẤU TẠO THIẾT BN TẦNG SÔI Có ba dạng thiết bị tầng sôi thông...CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 5 HIỆ TƯỢ G GIẢ LỎ G CỦA LỚP HẠT (tt) • Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa trở lực lớp hạt ∆p và vận tốc trung bình dòng lưu chất v CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 5 HIỆ TƯỢ G GIẢ LỎ G CỦA LỚP HẠT (tt) I – Lớp hạt trạng thái tĩnh: điểm A gọi là điểm tới hạn, là điểm bắt đầu chuyển hạt từ trạng thái tĩnh sang trạng thái linh động và vận tốc... G SÔI KHỐI HẠT 7 CẤU TẠO THIẾT BN TẦNG SÔI Có ba dạng thiết bị tầng sôi thông dụng như sau: Thiết bị một tầng sôi CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 7 CẤU TẠO THIẾT BN TẦNG SÔI (tt) Thiết bị nhiều tầng sôi CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 7 CẤU TẠO THIẾT BN TẦNG SÔI (tt) Thiết bị tầng sôi nhiều ngăn ... CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI TẦ G SÔI KHỐI HẠT 6 TRẠ G THÁI TẦ G SÔI CỦA LỚP HẠT Độ xốp ε của lớp sôi xác định theo phương trình chuN số n 2  0, 21  18 Re + 0,36 Re  ε=   Ar   (9 – 13) Reynolds tới hạn Rek tại điểm A, hình (H9.4) cũng xác định theo phương trình chuN số n Ar Re k = 150 (1 − ε 0 ) ε3 0 + 1,75 ε3 0 (9 – 14) Ar Ar Đặt biệt khi ε0 = εk = 0,4 thì Re k = 1400 + 5,22 Ar CHƯƠ G 9: TRẠ G THÁI... tốc tới hạn vk II – Lớp hạt giả lòng: là các hạt ở trạng thái lơ lửng, trở lực qua lớp hạt không đổi, vận tốc tại điểm B gọi là vận tốc cân bằng của hạt và được gọi là vận tốc bắt đầu lôi cuốn vt Trở lực vùng II tính theo: ∆P = gh 0 (ρ r − ρ )(1 − ε 0 ) = gh (ρ r − ρ )(1 − ε ) Vùng II gọi là vùng trạng thái tầng sôi của lớp hạt, vận tốc dòng lưu chất: vk < v < vt III – Là vùng hạt bị lôi cuốn theo dòng . một tầng sôi 7. CẤU TẠO THIẾT BN TẦNG SÔI CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT  Thiết bị nhiều tầng sôi 7. CẤU TẠO THIẾT BN TẦNG SÔI (tt) CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT  Thiết bị tầng. K v k v v v K = 6. TRẠG THÁI TẦG SÔI CỦA LỚP HẠT (tt) k v Click vào đây  xem hình H9. 5 Click vào đây  xem hình H9. 5 CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT Có ba dng thit b tng sôi thông dng. ) Ar. 75,1 1 150 Ar Re 3 0 3 0 0 k ε + ε ε− = (9 – 14) CHƯƠG 9: TRẠG THÁI TẦG SÔI KHỐI HẠT • T công thc (9 – 13) và (9 – 14) ta tìm ưc v k • Gi h s tng sôi là t s gia vn tc làm vic trong thit b tng sôi chia cho