Глава 12.6 Порозность и высота слоя

Порозность и высота слоя. Порозность неодинакова по высоте слоя, поэтому вводят понятие средней и локальной порозности слоя. Локальная порозность изменяется и в направлении движе­ния материала вдоль решетки для неоднородных слоев.

Для определения средней порозности слоя в зависимости от скорости кипения можно пользоваться отношением [5, 76]:

Локальные изменения пороз­ности слоя изучались П. Бекке- ром [105].

По данным [5], кипящий слой состоит из трех зон. Первая, при­легающая к решетке, называется зоной гидродинамической стаби­лизации и характеризуется умень­шением порозности по мере уда­ления от решетки. Для второй зоны характерна постоянная по­розность. В третьей зоне концен­трация частиц уменьшается. Зона стабилизации тем больше, чем меньше скорость газа. По данным Н. И. Сыромятникова [91 ], концентрация частиц по высоте слоя изменяется по экспонен­циальному закону. Большинство опытных данных подтверждает существование зоны стабилизации. Однако определенную законо­мерность изменения локальной порозности установить очень трудно, что объясняется влиянием на характер ее изменения конструкции газораспределительной решетки, величины и плот­ности частиц и т. д.

На рис. III-5 и III-6 показана зависимость средней порозности и высоты кипящего слоя от числа псевдоожижения. Из графиков видно, что при ламинарном режиме порозность и высота кипя­щего слоя увеличиваются значительно медленнее, чем при тур­булентном.

Вязкость кипящего слоя. Кипящий слой по аналогии с капельной жид­костью характеризуют вязкостью. Вяз­кость кипящего слоя может опреде­ляться крутящим моментом, необходи­мым для вращения лопасти, помещенной в слой [76, 122]. По вязкости слоя оценивают его текучесть и перемеще­ние по решетке и, следовательно, про­пускную способность аппарата.

Экспериментальное определение вяз­кости кипящего слоя (13, 121, 122) показывает, что она резко уменьшается с повышением скорости газа и соответ­ствующим увеличением высоты слоя. При достаточно больших скоростях газа вязкость кипящего слоя составляет несколько сантипуаз. Вязкость зависит от размеров частиц: с их увеличением она возрастает. При добавлении мелких частиц вязкость кипящего слоя уменьшается, если же к мелким частицам добавляют крупные, вязкость мало изменяется. С уве­личением плотности частиц вязкость повышается. Интересно отме­тить, что с повышением скорости газа вязкость слоя сначала не­сколько увеличивается [122], а затем уменьшается по закону экспоненты: