ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теоретические представления из "Гидродинамика и теплообмен в псевдоожиженном (кипящем) слое " Как известно, при ничтожных скоростях фильтрации газа, порядка десятых долей метра в секунду, достигаются черзвычайно большие коэффициенты теплообмена для поверхностей (стенок), омываемых псевдоожижен-ным слоем мелких частиц 300—600 ккал/м ч град и выше. [c.322] Расстояние (L). между частицами одного ряда и между рядами их оцениваем приближенно как среднее, определяемое порозностью псевдоожиженного слоя (т). [c.323] Объем слоя Усл= I. где Vm — объем материала. [c.323] Расстояние это равно d при кубической укладке плотного слоя шаров, для которой т = 0,476. [c.323] Здесь мы приближенно полагаем при 6о = Ь+- расчетную поверхность теплообмена равной проекции частицы на стенку. Пренебрегая одновременной отдачей тепла частицей второму ряду, мы несколько преувеличиваем ее прогрев, т. е., как можно показать, преуменьшаем теплообмен стенки. [c.324] Интересно отметить, что чем быстрее движутся частицы, т. е. чем меньше время пребывания каждой частицы около поверхности нагрева и, следовательно, меньше количество тепла, переносимого одной частицей за один цикл движения, тем выше тепловой поток от поверхности нагрева. Дело в том, что при ускорении перемешивания число частиц, активно участвующих в единицу времени в теплообмене с поверхностью нагрева, увеличивается в большее число раз, чем уменьшается количество воспринимаемого каждой частицей тепла. [c.326] Приведенные выше рассуждения нуждались бы в корректировке, если бы в условиях, например, чрезвычайной кратковременности процесса прогрева мог возникать существенный градиент температур по сечению частицы. [c.327] Это означает, естественно, что в самый начальны/ период прогрева температура поверхности шара R, т) близка к начальной температуре всего шара (до), а значит, и к температуре центра, так как последняя за это время подавно не успевает измениться. [c.327] Как показано ниже, малые абсолютные значения показателя степени в уравнении (10-9) будут соответствовать максимальным величинам коэффициента теплообмена стенки с псевдоожиженным слоем, т. е. условиям, представляющим наибольший практический интерес. [c.328] В области больших абсолютных значений показателя переход от одного материала к другому может сказаться на величине коэффициента теплообмена аст- Важно, как от этого перехода меняется весь комплекс с м7м н(1— ), а не отдельные сомножители. Некоторые из сомножителей могут при замене материала изменяться обратно, и эти изменения взаимно компенсируются. Например, при переходе от стеклянных шариков к стальным Ym з величпвается с 0,16 2 500 = 400 до 0,11-7900 = 870, но зато при прочих равных условиях (в частности, при прежней скорости фильтрации газа) скорость частицы (г н) уменьшается более тяжелые стальные частицы перемешиваются менее интенсивно. В подобных случаях даже в отдалении от максимума коэффициент теплообмена может мало зависеть от рода материала. Предложенная модель механизма теплообмена и выведенная формула (10-9) показывают, что для сред с различными величинами коэффициента теплопроводности следует ожидать различной эффективности влияния псевдоожижения слоя на коэффициент теплообмена со стенкой. [c.330] В самой начальной стадии псевдоожижения вблизи предела устойчивости, когда нет еш,е нормального к стенке движения частиц, можно ожидать при переходе от плотного слоя некоторого замедления роста коэффициента теплообмена (рис. 10-1,6). Новый эффективный механизм теплообмена, связанный с перемешиванием частиц, еще не развился, а старый, связанный с фильтрационным перемешиванием среды, уже несколько ослаблен. Для псевдоожиженных газами слоев подобная ступенька за пределом устойчивости на линии зависимости коэффициента теплообмена от скорости потока, по-видимому, будет незаметна, так как сравнительно невелика роль фильтрационного обмена, а, кроме того, благодаря малому даже слабое радиальное движение частиц вызывает существенное улучшение теплообмена. [c.331] Можно применять формулу (10-11) для проверки возможности пренебречь конвективной составляющей Яэф в конкретных случаях расчета, так как действительное Яф еще меньше найденного по формуле и мы будем иметь запас при расчете. Например, для случая когда ф=0,2 Сс=0,24 ус=1,2 1с = 2-ЮЧ по формуле (10-11) получаем Хэф=2,07 10 з , = 2 10-2 Re—1,27, т. е. вполне допустимо пренебрегать конвективной составляющей переноса. [c.333] по этим данным фильтрационное перемешивание около стенки в условиях аст.макс оказывается примерно в 20 раз слабее, чем в средине плотного слоя тех же частиц при той же скорости фильтрации. [c.333] Здесь 8цр—приведенная степень черноты системы стенка — псевдоожиженный слой Тот и 0—соответственно абсолютные температуры стенки и частиц. Необходимо оценить величины епр и 0. [c.335] Если положить толщину слоя и соответственно длину пути излучения очень малой, то и тогда степень черноты слоя при концентрациях, характерных для псевдоожиженного слоя, будет велика. [c.335] Приближенно можно считать псевдоожиженный слой непрозрачным телом с поверхностью обмена, равной погруженной в него поверхности нагрева (труб), и воспользоваться обычным расчетным приемом, когда полагают условно, что излучение и поглощение энергии производятся поверхностями тел. [c.336] Коэффициент лучистого теплообмена Ол определится, как для случая, когда одно тело (псевдоожиженный слой) окружает другое (поверхность нагрева). [c.336] Вернуться к основной статье