Способ оценки качества псевдоожижения

)4 С 01 И 15/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ ВТОРСХ(1-Е; /р ного ть псевдоожиж 1- порознслоя;- частоту олебаний гравитационнслоя. оОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ чев(71) Ленинградский государственннаучно-исследовательский и проекинститут основной химической проленности(прототип). 54) (57) СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СЕВДООИИЖЕНИЯ, заключающийся в ерении переменного напряжения,80170329 А порционального пульсациям порозностпсевдоожиженного слоя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности оценки качествапсевдоожижения, в псевдоожиженныйслой деполнительно вводят твердоетело, имеющее температуру, отличнуюот температуры псевдоожиженного слои измеряют отклонение температурына его поверхности, по которомуопределяют частоту гравитационныхколебаний псевдоожиженного слоя, акачество псевдоожижения 1 оцениваюпо формуле45 где 1, - порозность псевдоожиженного слоя; частота гравитационных колебаний слоя. Наиболее специфичной чертой псев 50 доожиженного слоя является наличиевнутренних пульсаций. Псевдоожиженный слой в целом является устойчивым 55относительно деформации расширения -сжатия и может совершать лишь малыеколебания около устойчивого положениц Изобретение относится к измерительной технике, точнее к измерению параметров псевдоожиженного слоя, может быть использовано для регулирования и управления технологически ми процессами, протекающими с исполь зованием псевдоожиженного слоя.В различныхобластях техники широко используют псевдоожиженный слой для осуществления процессов 10 взаимодействия газов с раздробленной твердой фазой, При этом создаются хорошие условия для интенсивного тепло- и массообмена. Зернистый слой твердых частиц продувается вос ходящим потоком газа с такой скоростью, что частицы взвешиваются, расходятся друг от друга и интенсивно перемешиваются.Характерной особенностью псевдо ожиженного слоя является его неоднородность. Возможность определения качества псевдоожижения в различных аппаратах кипящего слоя позволяет создавать оптимальные условия Работы 25 и конструкции установок.Цель изобретения - повышение достоверности оценки качества псевдоожижения.Поставленная цель достигается за 50 счет того, что согласно способу оценки качества псевдоожижения, заключающемуся в измерении переменного напряжения, пропорционального пульсациям порозности псевдоожиженного слоя, в псевдоожиженный слой дополнительно вводят твердое тело, имеющее температуру, отличную от температуры псевдоожиженного слоя, и измеряют отклонение температуры на его поверхности, 40 по которому определяют частоту гравитационных колебаний псевдоожиженного слоя, а качество псевдоожижения оценивают по формуле равенства веса частиц и взвешивающейсилы взаимодействия потока псевдоожижающей среды.В качестве дополнительного параметра, характеризующего качествопсевдоожижения, была взята частотагравитационных колебаний слояаофтак как указанная частота определяетчастоту колебаний таких характеристик псевдоожиженного слоя, как локальная порозность и давление, общаяпотеря напора, высота слоя, Коэффициенты теплообмена и т.д.Интенсивность перемешивания подвижной твердой фазы обеспечивает высокие эффективные коэффициенты пере"носа и изотермичность слоя, Но в отдельных областях слоя может происходить интенсивное изменение локальнойобъемной концентрации при низких коэффициентах перемешивания частиц твер-.дой фазы. Поэтому по частоте пульсаций объемной концентрации твердой. фазы нельзя однозначно судить о качестве псевдоожижения в аппарате.Вторым параметром, характеризую.щим перемешивание в слое, выбранычастота пульсации температуры поверхности погруженного в слой твердоготела, имеющего отличную от слоя температуру. При интенсивном перемешивании дисперсного материала в слоепроисходит смена пакетов частиц и пузырей около поверхности, что обеспе 1 чивает поддержание высокого градиента температур между слоем и поверхностью массивного элемента и приводитк пульсациям температуры последней сопределенной частотой,Частоту гравитационных колебанийг определяют как среднее геометрическое частот пульсаций температурыповерхности массивного элемента у ичастот пульсаций объемной концентрации твердой фазы у,На основании вышеизложенного ипроведения исследований качествопсевдоожижения можно описать следующим выражением где Е; - порозность,псевдоожиженногослоя;- частота гравитационныхколебаний.По численному значению качества псевдоожижения оценивают работу аппарата. Из теории псевдоожиженногослоя и многочисленных экспериментальных исследований известно, что порозность Е псевдоожиженного слоя изменяется в пределах от 0,4-0,5 до 0,6-0,7. При минимальных значениях порозности с = 0,4-0,5 имеют насыпной слой с соприкасающимися неподвижными частицами твердой фазы, при значениях порозности выше= 0,6 - 0,7 - неустойчивое состояние 1 О промежуточное между пневмотранспортом и псевдоожиженным слоем. Зависимость свойств материала, гидродинамического режима и порозности слоя определяют следуюцей Формулой: 15Ф,71АгКе = -----18 + 0,6 Аг ф,7 у ргде Ее = Ю/1,20С 1 Э РАг =,уП -. расходная скорость псевдоожижающего агента, отнесенная ко всему сечению аппарата, м/с;д - диаметр частиц твердой фазы,мм р- кинематическая вязкость,м /с;8 - ускорение свободного паде 30ния, м 2/с;ут - плотность твердых частиц,кг/ з.- плотность псевдоожижающейсреды, кг/м. 35Частоты гравитационных колебанийпсевдоожиженного слоя должны находиться в пределах .= 1-10 Гц. Снижение частоты ниже 1 Гц характеризует малую подвижность частиц твердой Фазы, а частоты свыше 10 Гц ненаблюдают. Исходы из вышеизложенного, если качество псевдоожижения на 1 ходится в пределах . = 0,3-6,0, то.процесс псевдоожижения протекаетнормально, т,е. частицы в среднемвзвешены потоком и достаточно равномерно распределены по объему аппарата (перекосы, залегания слоя отсутствуют). Указанные пределы измене ния качества псевдоожижения охватывают возможные варианты режимов псевдоожижения. В конкретных процессахэксплуатационные пределы измененияопределяют с учетом технологических 55.характеристик и конструкции аппарата.На Фиг. 1 представлена блок-схемаустройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 - конструктивное исполнение измерительных элементов.Устройство содержит измерительные элементы 1 и 2, измерительные устрой- ства 3 и 4, Фильтры верхних частот 5 и 6, частотомеры 7 и 8, интегрирующий блок 9, решаюцие блоки 10, 11 и 12. Выход решающего блока 12 является выходом устройства. Измерительные элементы 1 и 2 служат датчиками для измерительных устройств 3 и 4. Переменное напряжение. пропорциональное пульсациям объемной концентрации твердой Фазы И 1, и переменное напряжение И, пропорциональное пульсациям температуры 3 и 4, через фильтры верхних частот 5 и 6 поступают на частотомеры 7 и 8, на выходе которых получают частоту, пульсаций объемной концентрации твердой фазыу и частоту пульсаций температуры поверхности твердого тела у. Напряжение с фильтра верхних частот 5поступает также на интегрирующийблок 9, на выходе которого получаютнапряжение, пропорциональное среднейлокальной порозности слоя Е 1. Выходной сигнал с решающего блока 10 -частота гравитационных колебанийслоя я =у и н напряжение, пропорциональное средней локальной объемной концентрации твердой Фазы, поступают на входы решающего блока 12, навыходе которого получают численноезначение качества псевдоожижения11Выполнение решаюцих блоков 10, 11и 12 не представляет трудности, например их можно изготовить на базе стандартных микромодульных логических элементов. Конструкция измеритель ных элементов, показанная на фиг.2, содержит потенциальный электрод 13, корпус твердого тела 14, диэлектрическая прокладка 15, экранныеэлектроды 16, тепловой преобразователь 17.Измерительные элементы, представляющие собой емкостной датчик и тепловой преобразователь, объединены в единую конструкцию. Потенциальный электрод 13 изолирован от корпусатвердого тела 14, имеюцего.определен ную температуру, диэлектрическойпрокладкой 15.Измерительный объем определяютрасстоянием между потенциальнымэлектродом 13 и экранными электрода1170329 Составитель Е. Кармановактор В. Ковтун Техред М.Кузьма Корректор яско аказ 469 ий и Раиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,0 Тираж 897 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж