Fluidiseret seng
GrundmodelRediger
Når en væske passerer over den pakkede seng, er væskens tryktab omtrent proportionalt med væskens overfladegennemstrømningshastighed. For at overgå fra en pakket seng til en fluidiseret tilstand hæves gashastigheden løbende. For en fritstående seng vil der være et punkt, kendt som det minimale eller begyndende fluidiseringspunkt, hvor sengens masse er suspenderet direkte af væskestrømmen. Den tilsvarende væskehastighed, kendt som “minimumfluidiseringshastighed”, u m f {\displaystyle u_{mf}}
.
Over for den mindste fluidiseringshastighed ( u ≥ u m f {\displaystyle u\geq u_{mf}}
) vil sengematerialet blive suspenderet af gasstrømmen, og yderligere forøgelse af hastigheden vil have en reduceret effekt på trykket på grund af tilstrækkelig perkolation af gasstrømmen. Således er trykfaldet for u > u m f {\displaystyle u>u_{mf}}
er relativt konstant.
I bunden af beholderen kan det tilsyneladende trykfald multipliceret med sengens tværsnitsareal sidestilles med kraften fra vægten af de faste partikler (minus opdriften af de faste partikler i væsken).
Δ p w = H w ( 1 – ϵ w ) ( ρ s – ρ f ) g = { {\displaystyle \Delta p_{w}=H_{w}(1-\epsilon _{w})(\rho _{s}-\rho _{f})g=}
hvor:
Δ p w {\displaystyle \Delta p_{w}}
er trykfaldet i sengen
H w {\displaystyle H_{w}}
er sengens højde
ϵ w {\displaystyle \epsilon _{w}}
er sengens hulrum, dvs. den del af sengens volumen, der er optaget af hulrummene (væskerummene mellem partiklerne)
ρ s {\displaystyle \rho _{s}}}
er den tilsyneladende massefylde af sengens partikler
ρ f {\displaystyle \rho _{f}}
er densiteten af væsken i væsken
g {\displaystyle g}
er accelerationen som følge af tyngdekraften
M s {\displaystyle M_{s}}
er den samlede masse af faste stoffer i sengen
A {\displaystyle A}
er tværsnitsarealet af sengen
Geldart GroupingsEdit
I 1973 foreslog professor D. Geldart at gruppere pulvere i fire såkaldte “Geldart Groups”. Grupperne er defineret ved deres placering på et diagram over forskellen mellem faststof- og væsketæthed og partikelstørrelse. Designmetoderne for fluidiserede senge kan skræddersys på grundlag af partiklernes Geldart-gruppering:
Gruppe A I denne gruppe er partikelstørrelsen mellem 20 og 100 µm, og partikeldensiteten er typisk mindre end 1,4 g/cm3. Før der indledes en boblende bedfase, vil senge af disse partikler udvide sig med en faktor 2 til 3 ved begyndende fluidisering på grund af en nedsat massefylde. De fleste pulverkatalyserede senge anvender denne gruppe.
Gruppe B Partikelstørrelsen ligger mellem 40 og 500 µm og partikeldensiteten mellem 1,4-4g/cm3. Der dannes typisk bobler direkte ved begyndende fluidisering.
Gruppe C Denne gruppe indeholder ekstremt fine og dermed de mest kohæsive partikler. Med en størrelse på 20-30 µm fluidiseres disse partikler under meget vanskeligt opnåelige betingelser og kan kræve anvendelse af en ekstern kraft, f.eks. mekanisk omrøring.
Gruppe D Partiklerne i dette område er over 600 µm og har typisk en høj partikeldensitet. Fluidisering af denne gruppe kræver meget høje væskeenergier og er typisk forbundet med et højt niveau af slid. Tørring af korn og ærter, ristning af kaffebønner, forgasning af kul og nogle ristninger af metalmalm er sådanne faste stoffer, og de behandles normalt i lavvandede senge eller i spøjteform.
FordelerRediger
Typisk kommer tryksat gas eller væske ind i fluidbedbeholderen gennem talrige huller via en plade, kendt som en fordelerplade, der er placeret i bunden af fluidbedet. Væsken strømmer opad gennem sengen og får de faste partikler til at blive suspenderet. Hvis indløbsvæsken er inaktiv, kan sengen sætte sig, pakke sig på pladen eller sive ned gennem pladen.Mange industrielle senge anvender en spartelfordeler i stedet for en fordelerplade. Væsken fordeles så gennem en række perforerede rør.
Leave a Reply