Глава 19.1 Схема фонтанирующего слоя

При высоких слоях материала для фонтанирования требуют­ся аппараты большего диаметра или с меньшим размером вхоного отверстия. Для создания условий устойчивого фонтанирования наиболее предпочтительным следует считать ап­парат с небольшим- коническим осно­ванием, чтобы твердые частицы из периферийной зоны могли легко попадать в область газовой струи, не образуя при этом застойных зон в основании слоя. Предпочтительный угол конусности основания зависит в извест­ной степени от сил внутреннего трения зернистого материала. Однако при слишком малых углах в вершине конуса фонтани­рование становится неустойчивым, поскольку воздушная струя стремится поднять весь слой. Предельный угол конусности для большинства материалов близок к 40° как для цилиндрических аппаратов с коническим основанием, так и для конических ап­паратов.

 Конструкция входного устройства для ввода газа также может оказывать существенное влияние на устойчивость фонтанирования.

Режим фонтанирования может быть получен также при использовании жидкостной струи вместо газовой. Характер зависимости сопротивления фонтанирующего слоя от расхода газа показан на рис. 3.9. Высокий пик давления перед стабильным фонтанированием вызван вводом высокоскоростной газовой струи в слой сыпучего материала. Спад давления соответствует прорыву струи. Причина резкого увеличения пйка давления заключается в следующем. Для перехода слоя в псевдоожижен­ное состояние необходимо, чтобы в верхних его сечениях ско­рость ожижающего агента достигла величины, близкой к первой критической. Но в этот момент скорость газа в нижних, мень­ших по величине сечениях слоя может значительно превы­шать у_кр. Частицы в нижнем сечении не могут перейти в псев­доожиженное состояние, пока вышележащие частицы еще оста­ются неподвижными. Поэтому сопротивление неподвижного слоя потоку ожижающего агента в нижних сечениях резко возра­стает, что и вызывает значительное увеличение пика давления непосредственно перед фонтанированием. Кривая фонтанирова­ния делится на пять зон: / — кипящего слоя; II — образования и развития внутренней струи; Ш — прорыва осевой струн; IV — образования интенсивных фонтанов внутри слоя; V — прорывы фонтанов на поверхность. Порозность фонтанирую­щего слоя также различна. Если слой разрезать перпендику­лярно оси фонтана, то можно выделить три зоны с различной порозностью (рис. 3.10). График зависимости изменения по­розности по высоте в центральной струе фонтанирующего слоя представлен на рис. 3.11.