книги из ГПНТБ / Лукьянов, П. И. Аппараты с движущимся зернистым слоем. Теория и расчет
.pdf- * |
|
' S' |
è - " \ |
“ “■'•у. . |
|
Ш- |
|
fATbl
С ДВИЖУЩИМСЯ ЗЕРНИСЖЫМ СЛОЕМ'
i
■ г
'**•
":■)Т.
І
П. И. ЛУКЬЯНОВ
АППАРАТЫ С ДВИЖУЩИМСЯ ЗЕРНИСТЫМ СЛОЕМ
ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ
Г КОН ІѴСО-
t Г 7‘ ;
М о с к в а
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
1974
Л 84 |
Гso. публична* |
У Д К 66.05.001.'24 |
|
|
каучио - те?.■<-; .-•* |
|
бкбляств ,~i C-« |
|
ЛА I |
РЧ- Ш >/5
/
Лукьянов П. И. Аппараты с движущимся зерни стым слоем. Теория и расчет. М., «Машиностроение», 1974, 184 с.
В книге рассмотрены основы теории и расчета аппаратов с движущимся зернистым слоем, бункер ных и других устройств, применяемых в химической, нефтеперерабатывающей и смежных с ними отраслях промышленности.
Кратко описан промышленный агрегат для ката литического крекинга нефтяного сырья в движу щемся слое шарикового катализатора.
Основное внимание уделено выявлению закономер ностей движения сыпучих материалов с целью исполь зования их для решения задач оптимального проек тирования аппаратов, бункеров, питателей, распре делительных устройств.
Книга предназначена для инженерно-технических работников химических производств и проектных ор ганизаций ряда отраслей промышленности.
Ил. 95, табл. 12, список лит. 52 назв.
Рецензент канд. техн. наук И. Г. Фадеев
© Издательство «Машиностроение», 1974 г.
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
D— диаметр
Е— модуль упругости
F — усилие сдвига |
|
|
G —• модуль |
сдвига |
|
Н — высота |
|
|
L — длина |
|
|
N — число |
частиц |
|
R — радиус |
|
|
S — площадь |
|
|
V — объем |
|
|
b — ширина |
|
|
с — концентрация |
|
|
d — диаметр зерна |
|
|
е — относительная |
деформаци |
|
f — коэффициент |
внутреннего |
|
трения |
|
|
fw — коэффициент |
трения |
|
о стенку |
|
|
h —- высота
k — константа скорости реакции
I — длина
т — пористость
р — давление
г — радиус
t — температура
V — объемный расход w — линейная скорость
X— конверсия
а— угол наклона А — приращение
е— порозность
Ф — угол |
внутреннего трения |
||
V — коэффициент |
распредели |
||
тельной |
|
способности |
|
р — полярный |
радиус |
||
аг — нормальное |
вертикальное |
||
напряжение |
|
||
ог — нормальное |
горизонтальное |
||
напряжение |
|
||
т — касательное |
напряжение |
||
£ —• коэффициент |
бокового дав |
||
ления |
|
|
|
1 |
3 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вразличных отраслях народного хозяйства широко распро странены процессы, в которых сыпучий материал движется ком пактной массой под действием силы тяжести в направлении отно сительно узкого выпускного отверстия. К таким процессам от носятся: производство чугуна в доменных печах, обжиг и терми ческая переработка твердых топлив и минерального сырья в шахт ных и камерных печах, каталитический крекинг и пиролиз нефтя ного сырья, разделение и очистка газов и жидкостей, их нагре вание и охлаждение, выпуск сыпучих материалов из бункерных устройств, руды из обрушенных блоков при подземной разработке рудных месторождений и др.
Аппараты с движущимся зернистым слоем могут выполнять роль химических реакторов, тепло- и массообменников, проме жуточных емкостей для сыпучих материалов. Аппараты первой группы по разнообразию происходящих в них процессов являются наиболее сложными. При их расчете учитывают гидродинамиче ские, тепловые, массообменные и химические факторы процесса. Во всех аппаратах с движущимся зернистым слоем большую роль играет характер деформации сыпучей среды при ее гравитацион ном перемещении к выпускному отверстию.
Врезультате экспериментальных и теоретических исследова ний, выполненных советскими и зарубежными учеными, разра ботаны приближенные методы расчета аппаратов, бункеров, за творов, питателей, дозаторов и транспортных устройств. Однако быстрое развитие промышленности выдвигает все более сложные задачи, для решения которых необходимо аналитическое описание закономерностей поведения сыпучих материалов.
Широкий класс дискретных твердых тел, находящихся в кон такте друг с другом, в литературе предложено называть «насып
ные грузы». Наряду с ним часто применяют название «сыпучие
4
тела» или «сыпучие материалы», имея в виду все дисперсные твердые системы, включая влажные материалы с плохой сыпу честью.
Термин «гранулированные» используется для обозначения сьг пучих материалов с размером частиц 0, 1— 1мм (гранулированные частицы) и 3—4 мм (гранулированные материалы). Сыпучие мате риалы с размером частиц более 3 мм называются дроблеными, более 3 см — грубо дроблеными.
При обозначении гранулированных и порошкообразных мате риалов учитывается не только размер частиц, но и их плотность. Поэтому к гранулированным относят легкие материалы размером частиц больше 0,14 мм, а тяжелые — больше 0,04 мм.
В книге рассмотрены особенности движения сыпучих мате риалов и основные вопросы конструирования и расчета аппаратов и бункерных устройств. При этом используются, кратко обсу ждаются или упоминаются результаты многочисленных работ других^иселедователей.
ГЛАВА I
ОБЩИЕ СВОЙСТВА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
ХАРАКТЕРИСТИКА ОТДЕЛЬНЫХ ЗЕРЕН
Средний диаметр и форма зерен
Размер частиц (зерен) неправильной формы характеризуется величиной эквивалентного диаметра, определяемого по какомулибо показателю частиц правильной формы. Важнейшим показа телем является удельная поверхность
где 5 и |
У — поверхность и объем частицы. |
Для |
сферической частицы диаметром d |
Поэтому эквивалентный (натуральный) диаметр частиц непра вильной формы определяется отношением
Аналогично определяется эквивалентный диаметр по поверх ности
и эквивалентный (номинальный) диаметр по объему
Степень отклонения формы частицы от сферической характери зуется коэффициентом сферичности
где 5 о — поверхность шара, имеющего тот же объем, что и дан ная частица с поверхностью S.
Для шара ф = 1, для куба ф = 0,81 и т. д.
6