Глава 18. Гидродинамика сушилок с кипящим слоем

Кипящим называют такой гидродинамический режим псевдо­ожижения, при котором размеры газовых пузырей соизмеримы с размерами частиц [15]. Имеется определенная область су­ществования кипящего слоя, ограниченная с одной стороны кри­тической скоростью псевдоожижения, а с другой — скоростью уноса тонкой фракции. Состояние псевдоожижения начинается после определенной скорости ожижающего агента, которую на­зывают критической скоростью псевдоожижения v_пс. Состояние двухфазной системы псевдоожиженного слоя наглядно изобра­жается в виде кривой псевдоожижения. Последняя выражает зависимость полного перепада давления АР от скорости сжи­жающего агента v, рассчитанной на полное сечение аппарата (рис. 3.3).

Восходящая ветвь OA соответствует движению ожижающе­го агента через неподвижный слой. Излом кривой в точке А со­ответствует переходу неподвижного слоя в псевдоожиженное состояние, а абсцисса точки А выражает скорость начала псев- доожижения u_кр, являющуюся нижним пределом интервала псевдоожиженного состояния. Величину u_кр часто называют первой критической скоростью. Начало псевдоожижения соот­ветствует равенству подъемной силы и силы тяжести частицы.

Так как вес слоя с дальнейшим ростом скорости газа оста­ется постоянным, не изменяется также затрата энергии на под­держание частиц во взвешенном состоянии. При возрастании скорости газа порозность слоя возрастает, и скорость газа в за­зорах между частицами остается неизменной, а .следовательно не изменяется и количество энергии, расходуемой на преодоле­ние газом системы каналов, образующихся в кипящем слое. Это состояние изображается на рис. 3.3 горизонтальным участ­ком АВ. Точка В, абсцисса которой выражает скорость начала уноса частиц v_вит (вторая критическая скорость), является верх­ним пределом псевдоожиженного состояния. При скоростях ожи­жающего агента v>v_вит частицы уносятся из слоя, их массовое количество падает, и энергия, необходимая для поддержания твердой фазы- во взвешенном состоянии, уменьшается.