Движение жидкостей и газов через зернистый слой
Скорость движения газа (жидкости) по каналам между частицами больше чем при его движении по свободному сечению. Увеличивается также гидравлическое сопротивление. Они будут зависеть от основных характеристик сыпучего слоя:
а) удельной поверхности;
f, м2/м3 - поверхность всех частиц находящихся в объеме 1 м3;
рис
б) Свободный объем Vсв, м3/м3
При увеличении скорости газа сопротивление слоя увеличивается и при некотором критическом значении скорости, сила сопротивления становится равной силе тяжести, частицы начинают отрываться друг от друга и приходить в состояние хаотичного движения. Объем, занимаемый слоем, увеличивается, такой слой называется псевдоожиженным («кипящий»).
Минимальная скорость при котором начинается отрыв частиц называется критической скоростью псевдоожижения (wnc).
В режиме «кипящего» слоя работают многие аппараты: сушилки, адсорберы, реакторы с твердым К и т.д. Эти аппараты имеют большую производительность, «кипящий» слой обеспечивает высокую скорость тепло- и массообмена, равномерность работы.
Если еще увеличить скорость газа, то при некотором ее значении сила сопротивления отдельных частиц становится больше силы тяжести, и частицы уносятся с потоком газа. Эта скорость называется скоростью уноса (nc) или скоростью свободного витания (ncв).
Режим уноса используется для транспортировки сыпучих веществ в пневмотранспортах.
Гидравлическое сопротивление псевдоожиженного слоя постоянно и не зависит от скорости, а сопротивление слоя в режиме уноса увеличивается при повышении скорости.
Тема 1.2 Перемещение жидкостей
и газов
Основные параметры насосов
В химических производствах для перемещения жидкостей и газов по трубопроводам используют гидравлические машины, которые сообщают потоку скорость (необходимую также и для преодоления сопротивлений на пути перемещения). Эти машины можно классифицировать на 3 основные группы:
1 НАСОСЫ (для перемещения жидкостей);
2 ВЕНТИЛЯТОРЫ (для перемещения газов при малой степени сжатия Р2/Р1 = 0,002 – 1,1);
3 КОМПРЕССОРЫ (для сжатия от нормального до высокого давления и перемещения газов).
Насосы и компрессоры можно разделить на 2 группы:
а) поршневые;
б) центробежные – получили широкое распространение во всех отраслях народного хозяйства благодаря своей высокой производительности.
рис
Из приемной емкости 1 по всасывающему трубопроводу 2 снабженному вакуумметром 3 насос 4 (перекачивает) жидкость забирает. Жидкость поступает по нагнетательному трубопроводу 5, снабженному манометром 6 в напорную емкость 7. Насосы преобразуют сообщаемую, механическую энергию в потенциальную и кинетическую энергии.
Основными параметрами насосов являются:
1 Производительность – количество жидкости перекачиваемой в единицу времени. V(Q), м3/с
2 Полный напор
где Hr - геометрическая высота подъема жидкостей, она равна разности уровня жидкости в напорной и приемной емкостях, м.
p1 и p2 - давления в приемной и напорной емкостях, Па.
w1 и w2 - скорости жидкости во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м/с.
∑hпот - сумма потери напоров во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.
Так как диаметры во всасывающем и нагнетательном трубопроводах близки d1 
d2 и w1≈w2 , то полный напор рассчитывается по формуле:
Если Р1 = Р2 , то 
Если Hr = 0 , то 
Полный напор выражает энергию, которую насос сообщает жидкости.
3 Полезная мощность насоса
4 Коэффициент полезного действия
5 Потребляемая мощность
6 Высота всасывания не должна превышать величины теоретической высоты всасывания
где А – атмосферное давление;
h t - давление насыщенного пара всасываемой жидкости при температуре перекачивания;
∑h пот - потери высоты всасывания на сообщение потоку скорости и на преодоление инерции столба жидкости во всасывающем трубопроводе, а также на трение и местные сопротивления.