ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сопоставление опытных данных из "Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое " Для мелких частиц следует ожидать самых малых эффективных чисел Нуссельта, во много раз меньших минимального кондуктивного Nu = 2. Для них резко ухудшаются интенсивность теплообмена, даже при микропрорывах газа, может быть совсем незаметных визуально и не отмечаемых датчиками, таких, как мелкие пузыри или каналы над газораспределительной решеткой. Ведь из-за огромной удельной поверхностн мелких частиц тепловое равновесие и работа с ничтожным средним температурным напором достигаются уже внутри небольших агрегатов на небольших высотах, меньших тех путей перемешивания — промежутков, через которые будет осуществляться новый приток горячих газов в непрерывную фазу из прерывной. При одинаковых Re отклонение теплообмена мелких частиц в псевдоожижен-ном слое от идеальных условий должно быть сильнее, чем для крупных, и из-за большей величины числа псевдоожижения, поскольку увеличивается доля газа, проходящего в виде прерывной фазы. Действительно самые низкие эффективные числа Нуссельта, во много раз меньшие двух, характерны для псевдоожиженных слоев мелких частиц. [c.297] Из данных табл. 8-5 следует, что доля температурного напора, сохраняющаяся после первого ряда частиц в агрегате, зачастую чрезвычайно мала. Для частиц порядка 500 мк и мельче происходит практически полное охлаждение (нагрев) газов агрегата до температуры материала. С учетом аконв и тепловой нестационарности следовало бы распространить это заключение и иа более крупные частицы. [c.299] Согласно рассматриваемой схеме микропрорыва (рис. 8-12) после первого ряда частиц смешивается Маг газа, охлажденного до О, с М зб, имеющим начальную температуру /о- Рассматриваемый случай максимально благоприятен для быстрого снижения средней температуры газа в неоднородном слое (минимальная высота агрегатов, полное поперечное перемешивание газа после каждого ряда частиц). [c.300] По (8-62) для случаев, когда заданы N, to и ft, можно рассчитать ход изменения средней температуры газа ( см) по. высоте неоднородного псевдоожиженного слоя. В табл. 8-6 приведены результаты подобного подсчета для случаев, когда о=400°С, =100°С, а N=2 и 20 (коиечно, существование лсевдоожиженного слоя при Л = 20 возможно лишь для достаточно малых Аг). [c.301] Очевидно, для больших чисел псевдоожижения мы получили бы еще меньшую величину Ыпаф, как можно судить по медленному приближению средней температуры газа к равновесной при N = 20 (см. табл. 8-6). [c.302] В реальных неоднородных псевдоожиженных слоях мелких частиц теплообмен может быть еще хуже, так как агрегаты имеют высоту не в один, а во много рядов частиц и не наступает полного радиального перемешивания газа после каждого ряда. [c.302] Проведенный приближенный анализ влияния микропрорывов газа в псевдоожиженном слое на теплообмен приводит к выводу, что можно ожидать резких изменений эффективного коэффициента теплообмена частиц не только при наступлении явно выраженного сцепления частиц (например, под влиянием молекулярных сил), но и при визуально незаметных изменениях агрегирования, связанных, например, со слабой статической электризацией. В этих случаях могут изменяться размер и время существования нестойких агрегатов, а следовательно, интенсивность газообмена между прерывной и непрерывной фазами или — по схематичной модели — число ступеней полного перемешивания. В значительной мере, если не главным образом, это объясняет расхождение данных различных исследователей об эффективных коэффициентах теплообмена. [c.302] Очевидно, что путями улучшения теплообмена газа с частицами в псевдоожиженном слое могут явиться различные способы увеличения равномерности псевдоожижения, как, например торможение слоя горизонтальными сетками, воздействие сильных звукавых или ультразвуковых колебаний, вибрация газораспределительной решетки или элементов, размещенных в слое, а также улучшение равномерности начального газораспределения. Сетки разрушают и тормозят агрегаты, дают возможность повысить скорость газа в агрегатах. [c.303] Влияния различного рода колебаний, вибраций на теплообмен газа со слоем следует ожидать главным образом из-за сообщения большей подвижности частицам и разрушения агрегатов. Интенсификация теплооб-мена частиц с газом, связанная с увеличением отиосн-тельной скорости обтекания при пульсации или нестационарным периодом формирования пограничного слоя (подслоя), по-види.мому, имеет здесь второстепенное значение Из-за тесной близости частиц в плотной фазе псевдоожиженного слоя пограничный слой был бы неразвит и при совершенно стационарных обтекании и теплообмене частиц. [c.303] Существенна задача организации равномерного начального газораспределения. Дело в том, что сам вопрос об увеличении эффективного коэффициента теплообмена частиц в псевдоожиженном слое приобретает действительную остроту лишь при разработке устройств с тонким Слоем, перспективных благодаря малому гидравлическому сопротивлению. Но весь тонкий слой находится в сфере влияния газораспределительной решетки. Классическая неоднородность псевдоожижения с крупными пузырями и плотными агрегатами не успевает полностью развиться в тонком слое. Зато здесь при плохой конструкции решетки велика опасность образования каналов, сквозных или несквозных (род микропрорыва). При этом в случае плохого перемешивания частиц около решетки создается зона перегрева материала, зона охлаждения газа растягивается и Саф еще уменьшается. [c.303] Свой вклад в дело уменьшения эффективных коэффициентов теплообмена и чисел Нуссельта в псевдоожи-женном слое может вносить и чередование нагрева и охлаждения каждой индивидуальной частицы. Вылетающие из тонкой горячей зоны внизу слоя частицы отдают часть тепла снова основному потоку газов, и таким образом, из-за вертикального перемешивания частиц растягивается зона активного теплообмена. [c.304] Оба осложнения, связанные с движением частиц, очевидно, отпадают в исследованиях, где обеспечена постоянная температура частиц (опыты по сушке в периоде постоянной ее скорости). [c.304] Вводя в критериальные уравнения симплексы типа N (число псевдоожижения), можно лишь несколько улучшить корреляцию. Очевидно, что и зависимости типа Nu = /(Re, Рг, Аг, N) в принципе также не должны быть точными для неоднородных исевдоожиженных слоев. [c.305] Вернуться к основной статье