Áramlás szilárd szemcsés rétegen „ Akár egy halom hasított fa, hever egymáson a világ, szorítja, nyomja, összefogja egyik dolog a másikát, s így mindegyik determinált.” József Attila Áramlás szilárd szemcsés rétegen Dr. habil. Gulyás Lajos, Ph.D. főiskolai tanár

7. Fluidumok áramlása összetett rendszerekben 7.1. Fluidumok áramlása töltött rétegen vagy porózus anyagon Cél a nyomásesés (súrlódási veszteségek) meghatározása töltött ágyon vagy oszlopon. 7.2. Fluidizáció. Cél a minimális fluidizációs sebesség meghatározása. 7.3. Szűrés Cél a szűrés differenciálegyenletének meghatározása.

Álló és fluidizált ágy

7.1. Áramlás porózus anyagon, szilárd szemcsés rétegen vagy töltött oszlopon Számos ipari berendezésben, változatos folyamatokra mint például a fluidizáció, szűrés, heterofázisú reaktorok, diffúziós műveletek, stb., alkalmazzák ezeket az eljárásokat. Tipikus töltött oszlop egy kolonna, amit alkalmas anyaggal megtöltenek. A fluidum a részecskék között kialakuló kanyargós csatornákban áramlik. Töltött ágy

A töltött oszlop jellemzése, ipari alkalmazása, a probléma megfogalmazása A töltött oszlop jellemzői: középen vannak a csövek (kapillárisok) a körüláramlott testek között. . . . Fajlagos hézagtérfogat: , Töltött oszlop jellemző Fajlagos töltetfelület:

Töltött oszlop jellemzői folyt. Gömb alakú részecskék fajlagos felülete: Hidraulikus átmérő: Fluidum áramlási sebessége:

Az áramlás jellemzése töltött oszlopon Fluidum sebessége a töltet előtt (üres csőben) , az áramlás lamináris az áramlás átmeneti Osbourne Reynolds (1842-1912) az áramlás turbulens

Nyomáscsökkenés töltött oszlopon Cél: a töltött kolonnán fellépő nyomás csökkenés meghatározása. A Fanning – Blickle súrlódási tényező: Alkalmazzuk a Fanning-Blickle súrlódási tényezőt a töltött oszlop csatornáira: Gömbre: Töltet porozitása: Áramlási sebesség a csatornákban: Vo áramlási sebesség a töltet előtt. Fajlagos felület gömbre:

Súrlódási tényező a töltött oszlopon A töltött oszlop súrlódási tényezőjét is a Re-szám függvényében adják meg: fp = fp (Rep): Az Ergun egyenlet jó hatásfokkal használhatjuk töltött oszlopon a nyomásesés számítására. Nyomásesés:

Nyomásesés a töltött oszlopon a Re-szám függvényében A nyomásesés: Jól látszik a felbontás súrlódó és tehetetlenségi erőkre .

Blake-Kozeny egyenlet meghatározása közvetlenül a Hagen-Poiseuille egyenletből A Hagen-Poiseuille egyenlet töltött oszlopra: Fluidum sebessége a töltött oszlopon: Hidraulikus átmérő gömb esetén: Nyomásesés töltött oszlopon: , , Blickle mérései szerint, gömb alakú részecskékből álló tölteten a ténylegesen megtett út a ”csatornákban” , az oszlop magasságának kétszerese, ezzel a Blake-Kozeny egyenlet bizonyítva lett.

Köszönöm a figyelmet