Киплячий шар
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Киплячий шар

Киплячий шар, псевдозріджений шар, стан шару зернистого сипкого матеріалу, при якому під впливом потоку газу або рідини (зріджуючих агентів) частки твердого матеріалу, що проходить через нього, інтенсивно переміщаються одна відносно іншої. У цьому стані шар нагадує киплячу рідину, набуваючи деяких її властивості, і його поведінка підкоряється законам гідростатики. У ДО. с. досягається тісний контакт між зернистим матеріалом і зріджуючим агентом, що робить ефективним вживання До. с. в апаратах хімічної промисловості, де необхідна взаємодія твердої і текучої фаз (дифузійні, каталітичні процеси і ін.).

  Перехід нерухомого шару в киплячий відбувається при такій швидкості ожіжающего агента, коли гідродинамічний тиск потоку Р врівноважує силу тяжіння G, що діє на частки. При подальшому збільшенні швидкості шар спочатку розширюється при незмінному гідравлічному опорі, а досягши умови P>G частки починають виноситися з шару. На приведена діаграма, що характеризує залежність перепаду тиску в шарі DР від швидкості руху зріджуючого агента w 0 . Доки шар нерухомий, Р зростає при збільшенні w 0 (ділянка АВ ) . Після точки В , відповідною переходу шаруючи в кипляче стан, опір шару не змінюється при зростанні швидкості (ділянка ВС ). Після точки З , відповідною початку віднесення часток твердого матеріалу, опір шару падає. Швидкості ожіжающего агента, відповідні точкам В і З , називаються швидкістю псевдозрідження ( w'' 0 ) і швидкістю віднесення ( 0 ) . Відношення W= w'''' 0 / w'' 0 називається числом псевдозрідження. Воно характеризує інтенсивність перемішування часток в До. с. Найбільш інтенсивному перемішуванню відповідає W=2, при подальшому зростанні W шар стає неоднорідним: відбувається прорив крупних міхурів газу через нього і починається інтенсивне викидання часток в простір над його поверхнею. Можливо також утворення газових пробок. До. с. характеризується постійністю температури по висоті і перетину, навіть якщо в йому протікають процеси з великим тепловим ефектом, а також високими значеннями коефіцієнта теплопередачі до поверхонь теплообміну.

  Апарати з До. с. широко застосовуються в промисловості завдяки простоті пристрою, інтенсивності дії, легкості  завдяки простоті пристрою, інтенсивності дії, легкості автоматизації, відносно невеликому гідравлічному опору шаруючи (незалежно від швидкості ожіжающего агента. Окрім здійснення хімічних процесів, їх використовують для адсорбції речовин з газів і рідин, теплообміну, сушки твердого матеріалу, а також для його перемішування, класифікації і транспортування. Прикладом, що наочно демонструє роботу апарату з До. с., є дія установки для сушки в До. с. (). Повітря поступає через фільтр 1 і калорифер 2 в сушильну камеру 3, де створюється До. с. матеріалу, що подається шнеком 4. Після знепилювання у циклоні 5 і очищення у фільтрі 6 повітря викидається в атмосферу вентилятором 7. Висушений матеріал переливається через поріг 8 і віддаляється з апарату. Іншим прикладом апаратів такого типа є киплячого шару пекти .

  До недоліків апаратів з До. с. відносяться стирання часток твердого матеріалу, віднесення їх потоком зріджуючого агента ерозія апаратури, обмежений діапазон швидкостей зріджуючого агента.

  Літ.: Гельперін Н. І., Айнштейн Ст Р., Кваша Ст Би., Основи техніки псевдозрідження, М., 1967; Забродський С. С., Гідродинаміка і теплообмін в псевдозрідженому (киплячому) шарі, М. — Л., 1963; Льова М., Псевдозрідження, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1961.

  Ст Л. Пебалк.

Мал. 2 до ст. Киплячий шар.

Мал. 1 до ст. Киплячий шар.