Ispitivanje fluidizacionih karakteristika polidisperznih smeša nesferičnih čestica
Докторанд
Đuriš, Mihal M.Ментор
Grbavčić, ŽeljkoЧланови комисије
Pejanović, SrđanBošković-Vragolović, Nevenka
Radoičić-Kaluđerović, Tatjana
Arsenijević, Zorana
Метаподаци
Приказ свих података о дисертацијиСажетак
Sistemi koji obuhvataju interakcije fluid-čestice nalaze široku primenu u
različitim procesima. Jedan od najšire primenjenih sistema fluid-čestice u industriji je
fluidizovani sloj čestica. Sistemi sa fluidizovanim slojem čestica primenjuju se u
različitim granama industrije kao što su: separacija i klasifikacija čestica, adsorpcija,
jonska izmena, katalitički kreking, operacijama u hidrometalurgiji, operacijama prerade
otpadnih voda. Periodično ispiranje peščanih filtera je jedna od najšire primenjenih
sistema fluidizovanog sloja čestica sa tečnošću.
U okviru ovog rada primenjene su različite metode za karakterizaciju veličine i
oblika nesferičnih polidisperznih smeša kvarcnog peska. Na osnovu dobijenih rezultata
predložene su korelacione jednačine za određivanje ekvivalentnih prečnika čestica i
faktora oblika. Za određivanje sferičnosti korišćenje su različite metode: metoda na
osnovu eksperimentalnog određivanja pada pritiska u pakovanom sloju čestica i metoda
bazirana n...a određivanju brzine taloženja nesferičnih čestica.
Karakterizacija čestica peska razdvojenih po visini fluidizovanog sloja tokom
fluidizacije polidisperzne smeše vršena je korišćenjem softverskog paketa SigmaScan
(Image Analysis).
U programu Sigma Scan obrađene su skenirane slike čestica upoređivanjem sa
prethodno zadatim referentnim sistemom. Na osnovu obrade skenirane slike, kao izlazni
podaci dobijaju se karakteristične veličine snimljenih čestica: veličina čestica
(projektovani prečnik), faktor oblika čestica (odnosno dvodimenzione projekcije
čestica), projektovana površina čestica, zapremina čestica, kao i broj snimljenih čestica.
Na osnovu ovih podataka formirane su krive frakcione i kumulativne raspodele
veličina čestica peska pre i tokom fluidizacije na osnovu čega se dobija jasna slika o
segregacije čestica do koje dolazi tokom fluidizacije. Razdvajanje slojeva tokom
fluidizacije izvršeno je hidrauličkom klasifikacijom materijala.
Pokazano je da se raspodela veličine čestica frakcija peska približno pokorava
normalnom zakonu raspodele, koji može da se opiše Gaus-ovom jednačinom. Analizom
raspodele veličine čestica sa vrha i sa dna sloja određeno je da će do segregacije čestica
po veličini doći kada je odnos većih i manjih čestica u populaciji dR=dv/dm>1.5...
The systems involving fluid-particle interaction are widely used in different
industrial processes. One of the most widespread fluid-particle systems is fluidized bed
of particles. Fluidized beds are used in many applications, such as solids separation and
classification, adsorption, ion exchange, catalytic cracking, hydrometallurgical
operations, wastewater treatment etc. The periodic back-washing of down flow granular
filters, especially sand filters is one of the widest uses of liquid fluidized beds .
Different methods for particle characterization were applied to the polydisperse
sets of particles of quartz filtration sand in order to derive the correlations between
equivalent diameters, sphericity and 2D shape factor. For the determination of sphericity
using different methods, the following characteristics of the particles were experimentally
determined: pressure drop of the packed bed of particles, terminal velocity of the particles
and porosity at minimal fluidizatio...n. The sphericities obtained were critically evaluated
and the best method for particle characterization was proposed.
Size distribution of sand particles for fractions obtained by sieving follows
approximately modified normal (Gaussian) distribution with respect to the projected
particle diameter, while the shape factor decreases linearly with the increase in the
projected particle diameter. Expansion of sand particles during fluidization follows
Richardson-Zaki relationship. Intercept velocity, i.e. extrapolated value of fluid
superficial velocity at =1 on the plot log(U) vs. log(), agree quite well with the
experientaly determined mean free settling velocity of the cloud of about 30 randomly
selected particles. During fluidization the beds were hydraulicaly separated into 10 subfractions
which were subsequently analyzed. The results indicate that the bed is partially
segregated for the fraction dp=0.75-1.25 mm during the fluidization at overall bed
expansion of 35% since the smallest particles were concentrated at the top, while the
largest particles were concentrated in the bottom zone. In the remaining part of the bed
(about 80% of the total mass) the particles are well mixed. Similar experiments were
performed with sand mixtures dp=1.60-2.00 mm, dp=1.40-2.00 mm, dp=1.166-2.00 mm...
Факултет:
Универзитет у Београду, Технолошко-металуршки факултетДатум одбране:
14-02-2014Пројекти:
- Развој ефикаснијих хемијско-инжењерских процеса заснован на истраживањима феномена преноса и принципима интензификације процеса (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-172022)