ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплообмен и гидравлическое сопротивление воздухоподогревателя с шариковой насадкой Краткий обзор работ по теплообмену в шариковом слое из "Регенеративный вращающийся воздухоподогреватель " Проблема использования низкопотенциального тепла уходящих газов в современных воздухоподогревателях еще не решена, так как интенсивность процессов теплообмена низка. Коэффициент теплообмена а практически редко превышает 23—45 вт/м ° С. [c.43] Известно, что одним из способов интенсификации конвективного теплообмена является увеличение скорости газового потока. Однако это связано с ростом перепада давления Д р в теплообменнике, т. е. с увеличением энергетических затрат на перемещение газа в теплообменнике. [c.43] Следовательно, совместное рассмотрение теплообмена и гидравлического сопротивления для определенной схемы теплообменника выдвигает в основном две практические задачи. [c.43] Первая задача связана с нахождением для данного теплообменного аппарата наивыгоднейших скоростей газа и воздуха, при которых соотношения между эксплуатационными и капитальными расходами будут наиболее целесообразными. [c.43] Из анализа уравнения (2) следует, что в практике конструирования теплообменных агрегатов надо выбирать такую схему, в которой при меньших значениях чисел Рейнольдса (Re) развивается большая турбулентность потока. В этом случае меньше затрачивается мощность на перемещение газа через теплообменник для получения заданного коэффициента теплообмена а при одинаковых температурах газа. [c.44] Из существующих форм поверхностей нагрева наиболее интенсивного теплообмена можно добиться на поверхности шарика. [c.44] Искусственная турбулизация пограничного слоя, которая позволяет перенести Кекр в область меньших, чем обычно, значений Re, как показывает практика, осуществима различными путями. В одном случае это удается путем турбу-лизации набегающего потока, в другом — путем разрушения пограничного слоя на большей части поверхности шарика при- установке турбулизирующих планок, подобных кольцу Прандтля на шаре. [c.44] В 1947 г. 3. Ф. Чуханов пришел к выводу, что одним из доступных и практически легко осуществимых способов искусственной турбулизации пограничного слоя, образующегося при обтекании газом поверхности теплообменника, является создание плотного слоя из шариков, насыпанных в какой-либо сосуд. [c.44] лежащий в плотном слое и обтекаемый газом, находится в особых условиях, отличных от обтекания отдельно взятых шариков. Эта специфичность условий связана с наличием точек касания между отдельными шариками. Точки касания являются фактором, определяющим зарождение турбулентного режима движения газа в слое частиц сферической или другой зернистой формы. [c.44] Как известно, при турбулентном движении газа к сопротивлению трения и сопротивлению давления добавляется так называемое полезное сопротивление, связанное с турбулентным переносом молей из пограничного слоя к поверхности нагрева. Очевидно, что чем больше в общей сумме эта часть сопротивления, тем рациональнее организован конвективный теплообмен. [c.45] Рассмотрение различных методов искусственной турбу-лизации пограничного слоя при создании высокоэффективных теплообменников показало, что можно использовать плотный слой (слой плотно лежащих шариков, продуваемых газом) и падающий слой (теплообмен между газом и частицами). [c.45] Анализ показал, что из всех этих принципов наиболее эффективным является газовзвесь — падающий слой , позволяющий при равных температурных условиях достичь наибольшей интенсивности теплообмена с наименьшим сопротивлением. Этот важнейший результат объясняется более ранним, чем обычно, возникновением турбулентного движения газа у поверхности падающих частиц, где искусственная турбулизация пограничного слоя наблюдается уже при Re 10-1-15. Это явление происходит благодаря вращательному движению частиц, которое они приобретают в потоке. Так как в общем случае ось вращения частиц не совпадает с направлением газового потока, то различные участки поверхности частиц движутся с неодинаковой скоростью, что и создает благоприятные условия для интенсивной турбулизации пограничного слоя. [c.45] В ряде исследований обнаружен подобный и более сложный характер движения частиц в газовом потоке. Г. Н. Худяков в специально поставленных опытах по изучению гидродинамики запыленного потока при помощи скоростной киносъемки полностью подтвердил правильность этого предположения. [c.45] Важнейшим преимуществом зернистых теплообменников является практическая возможность применения любых малых линейных размеров. Именно этим и особым гидродинамическим условием и объясняется высокая эффективность принципа газовзвеси . [c.45] Теплообменники типа падаюш,ий слой — газовзвесь имеют большие преимущества перед существуюш.ими теплообменниками, и поэтому они перспективны в различных областях теплотехники. [c.46] Большое количество работ, выполненных для определенных условий, связано с экспериментальным исследованием конкретных конструкций теплообменников. Исследования можно различать, например, по направлению тепловых потоков. Тепловой поток может быть направлен от теплоносителя (газа) к поверхностям твердых частиц слоя.Тепловой поток может иметь также направление от поверхности твердых частиц слоя к теплоносителю (жидкости, газу). [c.46] Теплообмен от твердых частиц (шариков) к воздуху при стационарном режиме описан в работе Г. К. Дьяконова и Г. А. Семенова. Одним из основных результатов этой работы является установление зависимости интенсивности теплообмена от диаметра частиц в случае, когда тепловой поток направлен от твердых частиц слоя к воздуху. [c.46] Расчетные зависимости, полученные различными авторами, сведены в табл. 5. [c.46] Сушка горячими газами в слое частиц каменного угля [20]. . [c.47] Вернуться к основной статье