Устройство для определения количества частиц циркулирующих в струе газа Советский патент 1980 года по МПК G01N15/00 

1

Изобретение относится к лабораторным устройствам .цля определения гидродин.амических характеристик струй газа, истекающих в псевдоожиженный Слой, и может быть использовано при 5 исследовании и создании аппаратов с твердой дисперсной фазой.

Известно устройство, включаквдее корпус с патрубками для подвода и отвода ожижаюгдего агента, гйзораспре- О делительную решетку, сопло для подачи струи, кинокамеру I.

Устройство работает следующим образом.

Под газораспределительную решетку 15 подают ожижающий агент, а в сопло - газ для создания струи. Развитие струи фиксируется с помощью кинокамеры. По данным съемки определяют скорость и количество частиц в одном 20 сечении струи. Количество циркулирующих частиц определяют расчетным путем.

Недостатком этого.устройства является то, что численное.значение 25 частиц определяется лишь в одном диаметральном сечении струи непосредственно около стенки аппарата, что вносит определенную неточность при замерах.30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для количественной оценки циркулирующих частиц через струю газа, состоящее из корпуса с патрубками для подачи газа на псевдоожижение, газораспределительной решетки для поддержания слоя частиц, шкалы на корпусе аппарата, перфорированного диска с центральным круглым отверстием, флажка, жестко скрепленного с диском, и сопла для генерирования струи 2.

Устройство работает следующим образом.

В аппарат загружают исследуемый зернистый материал. Под газораспределительную решетку подают воздух на псевдоожижение, а на сопло - для создания струи. На поверхность псевдо- .. ожижённого слоя опускают перфорированный диск с центральным отверстием таким образом, что его центр совпадает с осью струи, а флажок совмещен, со шкалой. Частицы поступают из псевдоожиженного слоя в струю, подхватываются газом и выносятся через от- верстие диска в надслоевое пространство, где перемещаются в радиа.пьнбм направлении и выпадают на поверхнрсть диска, В результате- наблю. отток частиц из под диска в струй, и диск начинает опускаться, причем скорость его движения пропорциональна количеству частиц, поступивших из-под диска. Определив вре-, мя опускания с помощью секундомера или киносъемки, подсчитывают количество частиц, поступивших в струю в единицу времени.

Недостатком этого устройства является то, что при движении диска jSuSMoseH его перекос, который затруд WSWftpaHenbpTHpoBKy частиц Через центральное отверстие. Кроме того, в прйрешетчатой области на высоте, равной 3-7 диаметрам частиц, диск останавливается, так как на периферии йгтпарата происходит заклинивание .час тгид слоя между диском и газораспределительный устройством. Это приводит к искажений опытных данных и не позволяет определить циркуляцию частиц около устья сопла. Кроме того, устройство не позволяет проводить исследования, связанные с определением ВЛйян Ия напряженного состояния слоя на Циркуляцию частиц через струю.

Целью изобретений является повышение точности измерения и обеспечеНие возможности определения количестаачастиц, циркулирующих в струе газа при различных напряженных состоя.ниях слоя.

Данная цель достигается тем, что перфорированный диск с центральным отверстием снабжённаправляющим стаканом с центрирующими буртиками, установленным на диске как на основакии,причем на верхнем конце стакана уйрёпленй съемные грузы, а сопло tSHOiffne o с возможностью вертикальrioro перемещения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид.-

Лабораторное устройство для количественной оценки частиц, циркули-- -р5ИеЩйХ Через струю газа, включает прозрачный корпус 1 с-патрубком 2 ДЛЯ подачи ожиженного газа, газораспределительную решетку 3, родпорнуй решетку 4, съемное сопло 5, перфорированный диск 6 с Центральным отверстием 7, снабженный направляймим стаканом 8 с центрирующими буртиками 9 и съемными грузами 10. На корпусе 1 закреплена измерительная шкала 11, а на направляющем стакане 8 нанесена метка 12.

Устройство работает следующим образом.

В Аппарат загружают исследуемый зернистый материал. На сопло 5, выдвинутое на высоту заклинивания над газораспределительной решеткой 3, подают требуемое количество вШдуха. На поверхность слоя опускают диск 6 с центральньм отв эрстием 7V - -fajiЬНОё положение которого и с оос- нойть с соплом обеспечиваются, направ

ляющими польм стаканом 8 с центрирующими буртиками 9. Частицы поступают из слоя в струю, подхватываются газом и выносятся им через отверстие 7 в диске 6 в полый стакан 8. В результате оттока частиц из под диска, последний начинает опускаться, причем скорость его движения пропорциональна количеству частиц, вынесенных в стакан. В случае изучения циркуляции частиц в псевдоожиженных слоях в аппарат предварительно подают под газораспределительную р1ешетку 3 ожижающий агент В обоих случаях местоположение диска фиксируется киносъемкой . Измерительная шкала 11 и метка 12 позволяют определить время опускания диска на любую высоту, что дает возможность рассчитать количество циркулирующих через струю га-за частиц в любом ее поперечном сечении. В аппарате сечения S количество частиц GT , поступающих в струю газг на уровне йН, определяется по формуле

G 5 (1- )S -.

где S - площадь сечения аппарата ; дН - путь, пройденный диском; 6 - порозность слоя; S - плотность частиц; t - время рпускания диска на высоту Н.

При проведении исследований по влиянию направленного состояния слоя на циркуляцию частиц через струю газа на верхнем конце направляющего стакана 8 укрепляют съемные грузы10.

П р и м е р . В аппарат сечением S - 133 см загружали частицы алюмосиликата со средним диаметром d с. 2,5 мм и плотностью ST 1,1 г/см , высота слоя частиц составляла 120 мм. Диаметр сопла do 6,0 мм, скорость витания частиц Vg- 6,1.м/с. Число псевдоожижени я W l ,0,скорость газа V .72,0 м/с. Диаметр центрального отверстия DJ, - 4,0 см. Движение диска снимали кинокамерой со ско ростью 24кадра в секунду.

Анализ кинопленки позволил определить цирКуляцию частиц через струй газа в различных ее сечениях. Так, например, последние 3/4 высоты слоя диск прошел .за 8,6 с. Тогда, среднее количество частиц, поступающих в струю в единицу времени по высоте О - 3/4 высоты слоя, будет равно:

uH

G 5(1- els

С 133 1,1(1-0,4)частиц

91,8 сек

Аналогичные расчеты могут быть выполн ны ДЛЯучастка струи любой протяженйости, .что позволяет построить завйсимоСДЬ количества чабтиц, подступающих и струю газа, от протяженности самой струи.