ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплопередача из "Основы общей теории тепловой работы печей " Псевдоожиженный или кипящий слой характеризуется особым аэродинамическим состоянием, при котором частицы (зерна) твердого вещества, подбрасываемые кверху встречными потоками газа, находятся как бы в слое пониженной плотности,, в котором действие сил внутреннего трения значительно слабее, чем в неподвижном плотном слое. Уменьшение плотности упаковки частиц в слое обеспечивает их подвижность и возможность энергичного перемешивания. [c.364] В то же время реакционная поверхность частиц м /кГ увеличивается, поскольку они малы по размерам и в меньшей степени касаются друг друга. Процесс образования псевдо-ожиженного слоя можно представить следующим образом при малом давлении газа, поступающего снизу в слой, газ фильтруется через слой, состоящий из неподвижных зерен, аналогично-фильтрации газа через пористое твердое тело. По мере увеличения давления газа зерна слоя как бы раздвигаются. При этом между зернами образуются газовые прослойки, вследствие чего объем слоя увеличивается, а коитакт между зернами уменьшается. В результате наступает режим спокойного псевдоожижения, при котором перемешивание материалов и газа незначительно, а существенные проскоки газа через слой отсутствуют. При дальнейшем увеличении расхода проходящего через слой газа движение газов и материала становится неустойчивым и сопровождается выбросами не только отдельных кусков зерен,, но и их скоплений (комков). [c.364] В устойчивом псевдоожиженном состоянии слоя (собственно кипящий слой) частицы под действием газового потока быстро перемещаются по всему объему слоя. Столкновение частиц между собою оказывает сопротивление этим перемещениям. В этом состоянии материал и газ энергично перемешиваются. [c.364] Процесс теплопередачи между газообразной и твердой фазами в кипящем слое изучен слабо. Поэтому при анализе этого вопроса приходится пользоваться общетеоретическими соображениями, в частности материалами, приведенными в начале данной главы. Прежде всего необходимо отметить, что из-за малого размера частиц (зерен), характерного для кипящего слоя, резко уменьшается удельное внутреннее тепловое сопротивление даже при использовании малотеплопроводных материалов, не говоря уже о рудной мелочи. Форма частиц имеет большее значение, чем их теплопроводность. Поэтому теплообмен в кипящем слое, по-видимому, определяется условиями внешней задачи, т. е. теплоотдачей от газа к поверхности частиц. Естественно, основное значение при этом имеет теплопередача конвекцией и, стало быть, относительная скорость движения газа и частиц пыли. При опускании частиц эта относительная скорость больше, чем при взлете, поэтому и частицы при опускании нагребаются более интенсивно. [c.365] Противоположное влияние оказывает порозность слоя. При увеличении скорости фильтрации возрастает как скорость движения частиц, так и порозность. Поэтому кривая изменения коэффициента теплоотдачи в зависимости от скорости фильтрации должна иметь максимум, что и подтверждают результаты исследований. [c.365] Кроме того, активная поверхность теплообмена в кипящем слое, отнесенная к единице его объема м м ), значительно больше, чем в плотном слое. [c.365] Таким образом, уменьшение диаметра частиц, находящихся в псевдоожиженном слое, приводит к увеличению коэффициента теплообмена, притом в тем большей степени, чем ниже теплопроводность псевдоожижающей среды. Кроме того, приобретает значение фактор лучистого теплообмена между твердыми частицами [217], имеющими разную температуру. [c.366] Если в плотном слое, как это было показано выше, вследствие плавного падения температур по высоте слоя и большой его протяженности этот фактор не оказывает значительного-влияния, то в кипящем слое при его малой высоте и возможности вследствие интенсивного перемешивания постоянного сближения частиц, имеющих существенно отличные температуры, лучистый теплообмен между твердыми частицами, по-видимому, может ощутимо сказываться на интенсификации теплопередачи. [c.366] Опыты показывают, что величина коэффициента теплоотдачи в кипящем слое может достигать 200—400 ккал1м час град н более, т. е. в 4—8 раз больше коэффициента теплоотдачи в плотном слое. [c.367] Если говорить об объемном коэффициенте теплоотдачи то он в кипящем слое может быть в сотни раз больше, чем в плотном слое, что является одним из основных преимуществ кипящего слоя. Хотя кипящий слой, как и плотный, нелучепрозра-чен, кладка стен, ограждающих слой, участвует в теплообмене, так как частицы, находящиеся около них, быстро перемещаются к центру слоя, передавая при этом тепло. Поэтому, если в стенках установить охлаждающие поверхности, то при помощи их можно регулировать температуру кипящего слоя. [c.367] Вернуться к основной статье