Fluidizáció Jelensége: Áramlás szemcsehalmazon

Az előadások a következő témára: "Fluidizáció Jelensége: Áramlás szemcsehalmazon"— Előadás másolata:

1 Fluidizáció Jelensége: Áramlás szemcsehalmazon
(töltetes ágyon) keresztül. a, Ha a fluidum áramlási sebessége egy jellemző u1 értéknél kisebb, akkor a szemcsék mozdulatlanok, a rendszer állóágyként működik; c, ha az áramlási sebesség egy adott u2 értéknél nagyobb, akkor a fluidum a szemcséket magával ragadja, azokat pneumatikusan szállítja; b, ha a fluidum sebessége u1 és u2 között van, akkor a szemcsehalmaz fellazul, a részecskék elválnak egymástól és a fluidumban egyenként lebegnek, maga az egész rendszer nagy viszkozitású, forrásban lévő folyadékként viselkedik, fluidizációs állapot alakul ki.

2 Felhasználása: szilárd anyagok keverése, szállítása, hőcsere, szárítás, adszorpció, katalitikus reaktorok, (heterogén katalízis)

3 Rétegvastagság sebesség függése Nyomásesés sebesség függése
h – rétegvastagság v – sebesség (a teljes keresztmetszetre vonatkozó lineáris sebesség) vfl – min. fluidizációs sebesség vk – kihordási sebesség Dp – nyomásesés (hidrodinamikai ellenállás) A görbék hiszterézist mutatnak

4 A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség meghatározása
Kvantitatív leírása: A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség meghatározása A1 = A2 z1 – z2 = -h v1 = v2, mert A1 = A2 Bernoulli egyenlet, kiegészülve egy a súrlódás miatti fajlagos energia veszteségi taggal

5 Milyen erők hatnak? felfelé ható erő:
lefelé ható erő: a szilárd és a fluidum nehézségi ereje ahol e – szabad térfogati tényező V – a fluid ágy térfogata rf – a fluidum sűrűsége rs – a szilárd anyag sűrűsége

6 Egyensúly esetén - fluidizáció
Behelyettesítve a Bernoulli egyenletbe:

7 A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség:
A szilárd szemcsés rétegen való átáramlás energiaveszteségét számíthatjuk a súrlódási veszteségből. ahol: λd súrlódási együttható h rétegvastagság ds részecskék jellemző mérete v lineáris áramlási sebesség A fluidizációhoz szükséges minimális sebesség:

8 Fluidizációs szám: a részecskemozgás intenzitását jellemzi
Homogén fluidizáció: egyenletes sűrűség, folyadék szilárd rendszerek esetén. Inhomogén fl.: gáz-szilárd Inhomogén fluidizáció: buborékképződés, csatornaképződés (gejzír), dugószerű áramlás

9 Fluidizációs szárítók
a, Egykamrás szárító fluidizált réteggel

10 b, Egyenáramú szárító (pneumatikus)
Kalorifer: Nagyobb helyiségek, csarnokok, raktárak fűtésére szolgáló nagyobb test, amelyet felmelegítenek és rajta keresztül levegőt áramoltatnak; léghevítő, légfűtéses kályha.

11 c, Fliudágyas, többkamrás (szárító, adszorber, reaktor, stb.)

12 Fluidizációs kemence

13 Fluidizációs készülékek szabványos jelképei:
Fluidágyas szárító Fluidágyas reaktor

14 A fluidizáció előnyei:
A folyamatos betáplálás és anyagelvétel megoldható, termelékenység egyszerűség, nincsenek mozgó alkatrészek Intenzív keverés – egyenletes hő és koncentráció elosztás, Intenzív anyag és hőátadás (jó keveredés), Nagy felületen, rövid érintkezési idő – intenzív reaktor. Hátrányai: Erózió (a részecske és a készülék is), A kihordás miatt – fluidum – szilárd szeparátor kell