проявляет упругость, причём модуль упругости слоя Есл больше модуля упругости газа Е, насыщающего слой, асимптотически приближается к нему и становится равным при увеличении порозности слоя до величины ε ≈ 0,80:
Есл = [(1 – ε0)/(1 – ε)]*Е.
Вследствие этого при вертикальном ударе слоя о неподвижную твёрдую поверхность в cлое возникают собственные затухающие колебания. Это приводит к появлению непрерывного ряда основных частот собственных колебаний слоя. Наибольшая из этого ряда частот при постоянных, кроме порозности, параметрах слоя ( Н0, ρ0 , Р, γ) превышает наименьшую примерно в 1,6 раза. Опубликовано впервые в диссертационной работе [11].
Визуальные наблюдения слоя полидисперсного материала в вертикально-вибрируемом прозрачном цилиндре при давлении газа в слое, меньшем атмосферного, позволили установить четыре гидродинамических режима: виброожижение (уплотнение), сегрегацию (переход к виброкипению),
виброкипение и, при давлении, меньшем 2кПа, «послойное» виброперемещение частиц слоя. Понижение давления уменьшает (при А = const) частоту и относительное ускорение вибрации, когда наступает виброкипение.
Обработкой кривых, разграничивающих виброожиженное состояние слоя от виброкипящего, получено, что при относительном ускорении вибрации Кв ~ I частота вибрации для перевода слоя концентрата в режим виброкипения равна частоте собственных колебаний слоя fc при порозности слоя ε > 0,6.
Из экспериментальных данных также следует вывод, что положительный статический перепад в слое концентрата возникает, если частота вибрации совпадает с частотой собственных колебаний виброслоя (рисунки 1.4 – 1.6). Давление газа, при котором существует такой перепад,
определяется по формуле:
Р = 16Н02ρ0 f2с [(1 – ε0 )/(1 – εв)]2 / γ ,
где ε0 – порозность свободно насыпанного слоя,
εв – порозность слоя в состоянии виброкипения, 0,724 > εв > 0,488.
Максимальная величина положительного статического перепада равна:
∆PСТ+max = (1 – 1,3) Н0 ρт ( 1 – ε0 ) g.
Результаты, полученные при исследовании гидродинамики вибрируемого в вакууме слоя ртутно-сурьмяного концентрата, позволили объяснить особенности тепло – и массообмена в слое при его пирометаллургической переработке и были применены для выбора оптимальных условий технологии, [11].
1.1.4. Виброкипящий слой. Теплообмен между поверхностью и слоем
При определении коэффициента теплообмена использовали
нестационарный метод, в основу которого положены закономерности регулярного теплового режима, [12].
α - калориметр представлял собой медный никелированный шар,
расположенный на 25 мм от дна вертикально-вибрируемого цилиндра и жестко соединенный с герметизирующей пробкой, рисунки 1.17 – 1.19. Быстрый нагрев шара 14 в неподвижном слое осуществляли высокочастотным электромагнитным полем катушки 4, коаксиальной боковой поверхности цилиндра. Включив вибростенд с заранее установленными
