Структура пульсирующего слоя

Abstract

Предложена структура пульсирующего слоя, представляющего собой состояние дисперсного материала, который продувается прерывистым газовым потоком со скоростью, достаточной, чтобы привести его в состояние движения. При этом слой в течение одного цикла находится во взвешенном, падающем и неподвижном состояниях, что изменяет укладку частиц, пути прохода газа через слой, позволяет осуществить эффективный межфазовый теплообмен даже несыпучих непсевдоожижающихся зернистых материалов. Рассмотрены процесс образования ударных струй и их влияние на образование пузырей в пульсирующем слое. При включении дутья нарушается баланс между силой гидродинамического сопротивления, с одной стороны, и силами тяжести, инерции частиц и их сцепления со стенками – с другой. Слой переходит в состояние пульсирующего псевдоожижения, представляющего собой газодисперсную смесь, внутри которой импульсное повышение давления в каком-либо месте распространяется во все стороны в виде волн давления (сжатия). Эти волны являются источником образования ударных струй, сила действия которых в два раза больше, чем при стационарном потоке. Волны давления в зависимости от скорости движения в газодисперсной системе подразделяются на слабые и сильные. Слабые волны давления движутся со скоростью звука, сильные – распространяются в газодисперсной системе в активной фазе пульсирующего слоя со скоростью, превышающей скорость звука. Особенность сильной волны давления состоит в том, что параметры системы (давление, плотность и др.) изменяются скачком. Рассмотрен режим падения слоя в пассивной стадии цикла, который наступает после прекращения действия газового импульса. При этом взвешенный слой зернистого материала, движущийся вверх, переходит в состояние падения, в процессе которого изменяется структура самого слоя.