www.mexanik.ru

ОТ РЕДАКТОРА РУССКОГО ИЗДАНИЯ

Известные достоинства метода псевдоожижения обусловили его широкое применение во многих отраслях промышленности при осуществлении гетерогенных процессов с твердой фазой. Независимо от масштабов производства технологические процессы, протекающие в псевдоожиженном слое зернистого материала, отличаются высокой интенсивностью и простотой аппаратурного оформления, поддаются тонкому контролю и автоматическому регулированию.

Практическому использованию рассматриваемого метода предшествовало и сопутствовало множество экспериментальных и теоретических исследований, результаты которых изложены в многочисленных журнальных статьях (более 2000) и специальных монографиях советских и зарубежных авторов. Несмотря на это, между внедрением псевдоожиженных систем в промышленность и их теоретической интерпретацией образовался разрыв, который тормозит развитие техники псевдоожижения. Появились поспешные выводы о том, что метод псевдоожижения не оправдал возлагавшихся на него надежд или даже исчерпал себя. Между тем, сложившееся положение является следствием недостаточной изученности псевдоожиженных систем. Для объяснения отдельных сторон их поведения, установления механизма наблюдаемых явлений и закономерностей протекающих процессов требуются дальнейшие исследования, особенно теоретические. Такие исследования позволят не только расширить сферу применения и раскрыть потенциальные возможности техники псевдоожижения, но также ответить на вопрос о том, где не следует ею пользоваться.

Изучение псевдоожиженных систем на первом этапе их развития состояло в накоплении данных о взаимосвязи тех или иных факторов, их влиянии на ход осуществляемого процесса, в статистической обработке опытных данных и аппроксимации их эмпирическими формулами. Теоретическое описание этих сложных систем натолкнулось на большие трудности, попытки преодоления которых предприняты в самые последние годы. Только в истекшие 10—12 лет, наряду с экспериментальными исследованиями, были предложены физические модели отдельных явлений в псевдоожиженном слое зернистого материала и дано их математическое описание. Именно такие модели и их экспериментальное обоснование являются в основном предметом данной книги.

Изданная в Англии в конце 1971 г. книга представляет собой коллективный труд авторов из десяти стран мира. Отдельные главы написаны специалистами в той или иной конкретной области. Общая тематика книги ясна из оглавления, некоторые моменты — из предисловия редакторов английского издания.

В отличие от ранее изданных зарубежных монографий, в данной книге нашли более полное отражение труды советских исследователей. Авторы из различных стран весьма широко используют работы А. П. Баскакова, С. С. Забродского, О. М. Тодеса, П. Г. Романкова и Н. Б. Рашковской, Н. И. Гельперина, B. Г. Айнштейна и некоторых других. Наряду с этим отдельные важные проблемы псевдоожиженного состояния, развитые, главным образом, в советских работах, остались, к сожалению, за пределами книги. Так, не освещены вопросы развития газовых струй в псевдоожиженном слое, поднятые в работах Н. А. Шаховой и др., хотя они имеют непосредственное отношение к возникновению газовых пузырей, теоретическое и экспериментальное исследование которых занимает большую часть книги. Совсем не затронуты статистические модели (кинетическая теория) псевдоожиженных систем, развитые в работах Ю. А. Буевича, C. С. Забродского и А. И. Тамарина, О. М. Тодеса, И. Н. Таганова и других советских ученых.

Не всегда выдержан строго научный уровень изложения материала, даже в пределах одной и той же главы. Нивелирование книги в данном отношении не входило, разумеется, в задачи переводчиков и редактора. Здесь уместно сослаться на справедливое замечание редакторов английского издания о безраздельной ответственности каждого автора за содержание написанной им главы.

Особо следует отметить, что при построении моделей псевдоожиженных систем (образование и движение газовых пузырей и поршней, массообмен, химические превращения) авторы базируются на двухфазной теории, иногда в наиболее примитивной ее форме. Критически относясь к такому подходу, позволю себе остановиться на следующих двух моментах:

а) в ряде случаев погрешности, вносимые недостаточно корректными допущениями двухфазной теории, не выходят за пределы точности эксперимента;

б) в отдельных случаях то или иное явление в псевдоожиженном слое (например, некоторые химические реакции) просто малочувствительно к выбранной модели и сделанным допущениям.

Между тем двухфазная теория предстает перед читателем как бы оправданной экспериментальными данными.

С подходом авторов к обоснованию и решению некоторых вопросов трудно согласиться. Отдельные вопросы изложены недостаточно полно: имеется в виду реология, массообмен и особенно трехфазные псевдоожиженные системы. Последние даны лишь применительно к химическим реакторам и в очень элементарном изложении. Не рассмотрены гидродинамические закономерности трехфазных систем, их потенциальные возможности при осуществлении процессов тепло- и массообмена, величина образующейся межфазной поверхности, влияние характеристик элементов насадки и опорно-распределительных решеток и др. Для частичного восполнения этого пробела мы привели по упомянутым и ряду других проблем список дополнительной литературы.

Так как различные главы книги написаны разными авторами при отсутствии непосредственного взаимного общения в процессе работы, то иногда встречаются повторения либо, наоборот, различные толкования одних и тех же вопросов. В связи с этим по ходу изложения даны «Примечания редактора», иногда, как уже сказано, со списком дополнительной литературы. В указанных примечаниях отмечены также наиболее существенные опечатки (мелкие опечатки исправлены без указания на них в Примечаниях).

При переводе книги мы, по возможности, сохранили архитектонику оригинала. Каждая глава начинается краткой аннотацией. Обозначения в основном выдержаны те же, что и в оригинале. В отдельных случаях, где это представилось возможным и не было сопряжено с большой переделкой, проведена унификация обозначений (между главами). Не исключено, однако, что в разных главах встретятся разные обозначения одной и той же величины, а также одинаковые обозначения разных величин. По этой причине в конце каждой главы приведены принятые основные обозначения (однократно встречающиеся символы объяснены в тексте).

Все фотографии собраны в гл. IV, к которой относится большинство из них.

В книге выдержана международная система единиц физических величин (СИ); параллельно в необходимых случаях величины даны в технической системе единиц.

Литературные ссылки даны к каждой главе по ходу изложения, причем они указаны цифровым индексом над строкой. Дополнительная литература, цитируемая в примечаниях и дополнениях редактора, дается в строку в квадратных скобках, а список ее помещен после списка основной литературы к каждой главе.

Принятая при переводе терминология по возможности унифицирована. Следует, однако, иметь в виду следующее:

а) пузыри и газовые поршни могут именоваться «дискретная фаза». Остальная часть псевдоожиженного слоя, для которой в литературе встречаются различные названия (плотная, эмульсионная, сплошная, равномерная фаза и др.), именуется «непрерывная фаза»;

б) термины «минимальное псевдоожижение» и «состояние начала псевдоожижения», а также «гидродинамический след» и «кильватерная зона» соответственно равнозначны;
в) скорость ожижающего агента, рассчитанная на полное сечение пустого аппарата, обозначается как «скорость». Скорость в просветах между частицами специально оговаривается.

Предельные модельные рабочие режимы именуются: «полное перемешивание» и «идеальное вытеснение». Для последнего понятия в отдельных случаях был бы удобен термин «стержневой поток» (но не «поршневой», так как поршневой режим — определенная модификация псевдоожиженного состояния).

Нельзя не отметить встречающиеся в оригинале небрежности корректуры. Для уточнения ряда математических формул, а также символов, принятых на некоторых графиках, пришлось обращаться к первоисточникам.

Несмотря на отмеченные недостатки, книга будет очень полезна научным работникам и инженерам, аспирантам и студентам ВУЗов, специализирующимся в области псевдоожижения зернистых материалов.

Н. И. Гельперин

Назад, на страницу описания