Вплив клапанного ефекту на енергоефективність шарових газодинамічних систем

Abstract

На енергоефективність газодинамічних процесів шарових систем істотно впливають напрямок руху газів та властивості зернистого шару, які мають бути враховані у формулі Дарсі-Вейсбаха. Складний вигляд закономірності коефіцієнта опору від частки дрібних фракцій у шарі обґрунтовується хвилеподібною формою каналів, у яких розміщуються дрібні фракції. Однак, дане явище також може бути обґрунтовано примусовою міграцією дрібних частинок усередині порожнин шару під впливом рухомих газів. Досліджено вплив рухливості частинок під час продування повітрям розділених та змішаних зернистих шарів на коефіцієнт газодинамічного опору. Для монофракційних шарів спостерігали плавне зниження величини коефіцієнта зі збільшенням витрати повітря до переходу шаруврежим псевдозрідження. Для розділених шарів виявлено злами, зумовлені формуванням малопроникної ділянки за рахунок розміщення дрібних фракцій у вузьких місцях між великими. Наявність такого зламу залежить від співвідношення розмірів частинок та їхньої шорсткості. Збільшення тиску під шаром забезпечує поступове переміщення дрібних фракцій вгору порожнечами між великими фракціями. Зверху утворювався шар із дрібних кульок та втрати тиску в усьому шарі стали приблизно вдвічі вищими, ніж для розділеного шару.

The direction of gas movement and the properties of the granular layer, which must be taken into account in the Darcy-Weisbach formula, have a significant effect on the energy efficiency of gas-dynamic processes in layered systems. The complex form of the regularity of the coefficient of resistance from the content of fine fractions in the layer is justified by the vavy shape of the channels in which the fine fractions are located. However, this phenomenon can be justified by the forced migration of small particles inside the cavities of the layer under the influence of mobile gases. The influence of the mobility of particles during air blowing of separated and mixed granular layers on the coefficient of gas-dynamic resistance is investigated. A smooth decrease in the value of the coefficient with an increase in the air flow rate before the transition of the layer to the fluidization mode was observed for monofraction layers.Fractures, caused by the formation of a low-permeability area due to the placement of small fractions in narrow places between large ones, have been identified for the separated layers. The presenceof such a fracture depends on the ratio of particle sizes and their roughness.The increase in pressure under the bed allows the fines to gradually move upward through the voids between the larger fractions.