Гідродинаміка псевдозрідженого шару

Псевдозрідження зернистих матеріалів можливо також за допомогою механічного впливу (мішалка, вібратор). Тверді частки при цьому можуть інтенсивно рухатись у шарі, який буде збільшувати свій об’єм, набувати плинність та інше. Кількість газу, який використовуваний в цьому випадку у якості теплоносія, розраховується за тепловим балансом апарата.

Широку застосування в техніці псевдозрідження обумовило ряд важливих переваг:

· псевдозрідження застосовують у випадках, коли необхідно досягти високу інтенсивність міжфазового тепло-масообміну або коли необхідно здійснити інтенсивний підвід або вивантаження матеріалу із шару;

· зернистий матеріал в шарі має велику поверхню контакту фаз. Зокрема 1 м³ твердих частинок Æ100мкм має загальну площу, що перевищує 30 тис. м², що перевищує площу піраміди Хеопса;

· порівняна простота керування процесами, які здійснюються у псевдозрідженому шарі;

· наявність порівняно малих градієнтів температур в об’ємі шару внаслідок інтенсивного перемішування твердих частинок зріджуючим агентом, тобто досягається висока інтенсивність тепломасообміну;

· спостерігається інтенсивний теплообмін псевдозрідженого шару з розміщеними в ньому поверхнями;

· псевдозріджений шар має високу теплову інерцію твердих частинок.

Поряд з великими перевагами, псевдозрідженому шару властиві й деякі недоліки:

· створення псевдозрідженого шару пов’язано із витратами енергії;

· є випадки, коли дисперсні матеріали неможливо використовувати в техніці псевдозрідження, через підвищене стирання одних або агломерацію інших. У першому випадку тверді частинки стираються і виносяться у вигляді пилу з апарату. У другому випадку утворення великих агломератів не дозволить здійснити власне процес псевдозрідження. Частинки неправильної форми можуть бути переведеними у стан псевдозрідження лише у фонтануючому режимі роботи;

· робоча швидкість зріджуючого агента обмежена значенням швидкістю виносу твердих частинок з псевдозрідженого шару;

· обмежені розміри частинок, які підлягають псевдозрідженню,
d_max = 6-7 мм, які залежать від густини твердих частинок і зріджуючого агента, а також його в’язкості та загальних витрат;

· неможливо здійснити чисто протитечійний режим роботи в апараті через інтенсивний режим перемішування матеріалів в псевдозрідженому шарі;

· відсутність градієнта температур інтенсивного перемішування в процесах, де їх наявність є необхідною;

· гідродинаміка псевдозрідження досліджена недостатньо, щоб отримати ґрунтовні результати для переходу на великомасштабні установки, особливо при критичних умовах їх перебігу.

Процеси, в яких застосовується псевдозрідження твердих матеріалів, знайшли широке застосування в різних галузях промисловості.