2.3. Эквивалентный диаметр частиц.

Для характеристики полидисперсного слоя частиц применяют понятие эквивалентного диаметра d_Э, под которым понимают диаметр шарообразных частиц монодисперсного слоя, имеющего одинаковые усредненные характеристики с полидисперсным слоем. Наиболее часто эквивалентный диаметр рассчитывают:

А) как среднемассовый

(1.79)[11]

где d_Э – эквивалентный диаметр, мм;

x_i — массовая доля частиц данного размера;

d_i — диаметр соответствующих фракций сыпучего материала, мм.

Б) или среднеповерхностный

(1.80)[11]

где d_Э – эквивалентный диаметр, мм;

x_i — массовая доля частиц данного размера;

d_i — диаметр соответствующих фракций сыпучего материала, мм.

Рассчитанная по уравнению (1.80) величина d_э получается меньше, чем по уравнению (1.79). Чаще используют формулу (1.80).

Таким образом, все основные характеристики монодисперсного слоя сферических частиц определяются его порозностью и диаметром частиц.

Контрольные вопросы

1. Изобразите графически и поясните различные состояния слоя твердых частиц при движении через него потока газа или жидкости.

2. Что такое гранулометрический состав твёрдого сыпучего материала и как он определяется?

3. Что называется порозностью слоя? Приведите расчётную формулу (с расшифровкой).

4. Что называется насыпной плотностью?

5. Приведите расчётные формулы для определения эквивалентного диаметра частиц.

Домашнее задание 15

Учить конспект лекций.

Содержание урока 16,17 (лабораторная работа 2)

Для оформления лабораторной работы рекомендуется использовать бланки на оформление лабораторной работы

Лабораторная работа 2

Наименование работы : « Определение гранулометрического фракционного состава твёрдого сыпучего материала»

Цель работы: приобретение практических навыков при практическом определении гранулометрического фракционного состава твёрдого сыпучего материала, построение кривой распределения гранулометрического состава частиц сыпучего материала.

Пояснения к работе

Гранулометрический состав характеризует твёрдый сыпучий материал по количеству частиц (гранул) того или иного размера. Определение зернистого состава сыпучих материалов (содержание в материале частиц разного размера) производится при помощи специального набора сит, размеры которых уменьшаются от сита к ситу в постоянном соотношении. Лучше всего проводить ситовой анализ на стандартных ситах с металлической сеткой (ГОСТ 6613 – 73) или применять штампованные сита.

Катализатор следует загружать в реактор в виде целых таблеток или шариков вполне определённых размеров. Техническими условиями предусматривается содержание целевой (по размеру зерен) фракций, а также мелочи и крошки. Так, для шарикового алюмосиликатного катализатора массовая доля целевой фракции (5,0 – 2,5 мм) должна быть не менее 96 %, а остальные 4% приходиться на долю шариков диаметров более 5 и менее 2,5 мм и крошки. Для таблетированного катализатора, содержащего молибден, допускается содержание крошки и мелочи не более 5 %.

Находясь в реакционном аппарате в кипящем слое и соприкасаясь с парами перерабатываемых углеводородов, порошкообразный алюмосиликатный катализатор должен быть в достаточной степени дисперсным. Техническими условиями предусматривается размер зёрен от 40 до 200 мкм. Более мелкие пылевидные частицы (меньше 40 мкм) могут уноситься нефтепродуктами из реактора в ректификационную колонну.

Пробу сыпучего материала можно разделить на несколько фракций, просеяв навеску через набор сит. Число фракций не должно быть меньше 5 и более 20. Размеры частиц получаемых фракций ограничены размерами отверстий сит. Под размерами сита (номером сита) понимают длину стороны квадратной ячейки, образуемой переплетением ткани или сетки. Классы зёрен обозначаются размером отверстий сита, полностью пропускают зерна данного размера (со знаком минус) , и размером отверстий сита, полностью их задерживающие (со знаком плюс).

Если, например, данный класс получен последовательным просеиванием через сита №2 и №4, то есть с отверстиями 4 мм и 2 мм, то его обозначают так: -4+2.

Для рассева на фракции катализатора в шариках или таблетках применяют сита №7; 5; 2,5; 1; 0,5; 0,25, а для порошкообразного катализатора часто используют сита № 0355; 02; 016; 01; 0071; 005; 004.

По окончании просеивания взвешивают остатки материала на каждом из сит и зерна, прошедшие в поддон. Отношение полученных весов к навеске материла, взятого для анализа, даст содержание различных классов зёрен в материале.

Электромагнитная лабораторная просеивающая машина состоит из набора сит 3 устанавливаемых на виброплите 5. Сита накрываются крышкой 1 и закрепляются винтами 2. В станине 6 вмонтирован электромагнит, который сообщает виброплите 5 вертикальные колебания. На передней станине имеется часовой выключатель 10, который может быть установлен в следующем положении:

1. включено – обозначено О

2. выключено – обозначено Θ.

рисунок 21

Период просеивания от 0 до 60 минут. Последовательность и интенсивность колебаний регулируются поворотными кнопками 7 и 9. Кнопкой 8 устанавливается число колебаний в минуту. При установке “perm”прибор осуществляет до 3000 колебаний в минуту. При установке “inter” прибор осуществляет 3000 колебаний в минуту с перерывом 0,5 секунд. Длительность колебаний в пределах от 3 до 10 секунд устанавливается поворотом кнопки 7. При сухом просеивании этими интервалами устраняется резонанс между ситом и материалом. Кнопкой 9 устанавливается амплитуда колебаний .