Реакторы с движущимся слоем. Конструирование реактора с движущимся слоем. Реакторы с псевдоожиженным слоем, страница 6

Видно, что зависимость имеет экстремальный характер. Тем не менее, обычно ниспадающая ветвь очень пологая. По этой причине в качестве рабочего диапазона скоростей газа выбирают соответствующий ниспадающей ветви. Как правило, в практических расчетах в качестве коэффициента теплоотдачи от слоя к размещенной в нем поверхности в данном диапазоне скоростей, принимается максимальный коэффициент теплоотдачи.

Существует значительное число формул для расчета максимального коэффициента теплоотдачи в псевдоожиженном слое, учитывающих геометрию теплообменников (одиночные трубы, пучки труб горизонтальных, вертикальных, стенка реактора, диаметр и шаг труб в пучке и т.д.). Вместе с тем влияние геометрических параметров находится в пределах 20¸40%. Поэтому для оценки необходимой площади теплообменной поверхности,, размещаемой в реакторе, можно рекомендовать наиболее простую формулу Забродского С.С.

хорошо работающую для частиц диаметром =0,06¸1 мм и диаметров труб =10¸60 мм.

Если температура химического реактора выше 800°С, то необходимо учитывать составляющую коэффициента теплоотдачи, связанную с лучистым теплообменом. Кроме того, интенсивность внешнего теплообмена может зависеть от давления. Уточненные формулы для конкретных условий можно найти в специальной литературе по псевдоожижению.

Перенос тепла по объему слоя

Часто аппараты псевдоожиженного слоя можно рассматривать как аппараты идеального перемешивания и считать слой изотермическим (т.е. считать, что псевдоожиженный слой обладает бесконечной эффективной теплопроводностью). В случае аппаратов большого диаметра с большой высотой слоя, при наличии больших тепловых эффектов протекающих в слое процессов градиенты температур могут прежде всего наблюдаться.

Для их описания необходимо применять модели, отражающие наличие конечных скоростей теплопереноса в объеме слоя. Чаще всего для этого используется диффузионная модель, в которой в качестве параметра, характеризующего интенсивность переноса тепла, принимается эффективная теплопроводность слоя (). Достаточно универсальные зависимости для определения этой величины в литературе отсутствуют. Определенный успех в аналитическом описании  достигнут лишь для случая организованного псевдоожиженного слоя.

Для свободного слоя принято считать, что эффективная теплопроводность в горизонтальном направлении  Вт/(мК), в вертикальном направлении  Вт/(мК).

2.3.6. Особенности гидродинамики и тепломассопереноса в неоднородном псевдоожиженном слое

Главная особенность неоднородного псевдоожиженного слоя – это наличие в слое газовых пузырей, практически свободных от частиц.