Коэффициент теплообмена

D — диаметр датчика (трубы) а — коэффициент теплообмена [c.6]

Достоинство псевдоожиженных систем — высокая интенсивность теплообмена между слоем и омываемыми им поверхностями. Особенно большие значения коэффициентов теплообмена даже при осуществлении процесса псевдоожижения в обычных условиях достигаются в слоях мелкодисперсных частиц. Многочисленные экспериментальные исследования подробно изложены в ряде монографий [12, 18, 20, 49, 50]. При этом механизм переноса тепла, в котором, безусловно, главная роль принадлежит теплопроводности системы, сложен и много- образен. Поэтому теории, объясняющей влияние всех факторов на теплообмен, до сих пор не существует. Однако отдельные аналитические модели не только качественно правильно отражают особенности внешнего теплообмена в псевдоожиженном слое, но и при определенных условиях позволяют делать удовлетворительные количественные оценки. [c.57]

Еще в первых работах Лева с сотрудниками [71] было высказано предположение, что благодаря хорошему перемешиванию частиц ядро слоя имеет пренебрежимо малое по сравнению с газовой прослойкой у поверхности термическое сопротивление, и именно газовая пленка на границе раздела псевдоожиженного слоя со стенкой является основным фактором, лимитирующим интенсивность теплообмена. При этом частицам отводится роль турбулизаторов, разрушающих ламинарный слой, тем самым уменьшая его сопротивление. Коэффициент теплообмена в этом случае определяется по соотношению [c.58]

На рис. 3.3 зависимость общего и конвективного максимальных коэффициентов теплообмена от диаметра частиц показана в безразмерном виде. Из рисунков можно оценить вклад конвективной составляющей в суммарный теплообмен. Так, доля тепла, отведенного газом, по [c.63]

С учетом данных [75, 77, 79, 80] и экспериментальных результатов [78] получена формула для определения максимальных коэффициентов теплообмена [c.64]

Согласно выражению (З.16в), с ростом диаметра частиц максимальный коэффициент теплообмена уменьшается. Полученный вывод вызывает сомнения по отношению к псевдоожиженному слою из частиц, размер которых больше 1 мм, при таких высоких давлениях, как в экспериментах [86]. В [86] предложено также выражение, позволяющее в диапазоне 2,5- 10<<Лг< 1,8-10 определять оптимальную скорость фильтрации газа [c.67]

При псевдоожижении мелких частиц наблюдался резкий скачок величины коэффициента теплообмена слоя с поверхностью сразу после начала псевдоожижения, что, по мнению авторов, является следствием действия в механизме теплообмена обусловленной движением пузырей конвективной составляющей переноса тепла частицами. Этот скачок менее заметен в слоях крупных частиц при повышенных давлениях, что объясняется увеличение.м вклада конвективной газовой составляющей в общий коэффициент теплообмена с ростом диаметра частиц и давления в аппарате и уменьшением при этом вклада переноса тепла частицами. Как правило, в экспериментах максимальные коэффициенты теплообмена соответствовали скоростям фильтрации газа, примерно на 30% превышающим о причем экспериментально определяемые величины оптимальной с точки зрения теплообмена скорости фильтрации газа с удовлетворительной точностью совпадали с рассчитываемыми по предложенной Тодесом корреляции (3.8). [c.72]

Рис. 3.6. Влияние диаметра частицы на максимальный коэффициент теплообмена и его конвективную составляющую

Рис. 3.7. Влияние давления на максимальный коэффициент теплообмена и его конвективную составляющую для частиц со средним диаметром 1,02 мм при различном фракционном составе

Рис. 3.8. Влияние рабочего статического давления иа максимальный коэффициент теплообмена и его конвективную составляющую /— песок, d=2,37 мм 2—медные шарики, d=0,62 мм 5—песок, d=

Рис. зло. Зависимость конвективных составляющих коэффициентов теплообмена от критерия Аг песок (/—0,16 мм Я—0,5 /7/—0,6 /V—0,6—3,3 мм) медь ("V—0,16 мм V/—0,62 мм) 1, 2. 5—расчетные данные по формуле (3.10) для частиц меди (0,16 мм), песка (0,59 мм) и песка (2,37 мм) соответственно [c.76]

Установка, использованная для экспериментальной проверки степени адекватности полученных решений, описана в [88]. Опыты проводились в диапазоне давлений до 1 МПа. Причем коэффициенты теплообмена измерялись не только в плотном слое до начала его псевдоожижения, но и в псевдоожиженном до чисел псевдоожижения, существенно превосходящих оптимальные, т. е. соответствующие максимальной интенсивности теплообмена слоя с поверхностью. [c.78]

Эксперименты показали, что коэффициенты теплообмена между поверхностью и плотным слоем линейно зависят от скорости фильтрации газа, что согласуется с работами [91, 92], а также линейно увеличиваются с ростом давления в аппарате. Полученные данные хорошо коррелируются двумя размерными соотношениями [c.78]

В настоящее время сделан ряд попыток разработки механических моделей теплообмена между погруженными поверхностями и псевдоожиженными слоями крупных частиц. При этом большинство из них основано на предположении о том, что коэффициенты теплообмена состоят из трех компонент кондуктивной, конвективной и радиационной. При температурах ниже 1100 К лучистой составляющей можно пренебречь [104]. Тогда коэффициент теплообмена находим по формуле [c.79]

Несмотря на неплохое соответствие расчетных коэффициентов теплообмена по формулам (3.30) и (3.31) (при этом использовались значения порозности, полученные в тех же опытах) и собственным экспериментальным данным, приведенные уравнения вряд ли будут удовлетворительно описывать теплообмен более крупных частиц и особенно в случае псевдоожижения под давлением, так как в рих, очевидно, гиперболизирована конвективная составляющая, или, вернее, завышена роль входящих в нее сомножителей диаметра частиц, теплоемкости и плотности газа (все с показателем степени, равным 1). Противоречивым является запись уравнения (3.31) с одной стороны, рекомендуется пользоваться оптимальной скоростью фильтрации газа при определении max, ЧТО, безусловно, правильно, с другой—принимается т — Шо, ЧТО предполагает максимальное значение [c.80]

Таким образом, общий коэффициент теплообмена слоя в поршневом режиме с поверхностью имеет вид [c.85]

Однако уравнение (3.49) будет иметь несколько завышенные значения коэффициентов теплообмена. [c.85]

Завершая небольшой обзор известных литературных источников по теплообмену с поверхностью псевдоожиженного слоя крупных частиц в аппарате под давлением, сопоставим между собой экспериментальные данные по, теплообмену с поверхностью псевдоожиженного слоя крупных частиц в аппарате под давлением и предложенные корреляционные соотношения. При этом наиболее удобно пользоваться максимальными коэффициентами теплообмена. Однако данные работы [82 не учитываются не только потому, что в них не достигались max, но и из-за специфики проведения экспериментов, связанной в первую очередь с измерением коэффициентов теплообмена между псевдоожиженным слоем и поверхностью колонны. Очевидно, именно этим объясняется то, что при [c.86]

Многочисленные экспериментальные исследования, описанные в [18, 20], показали, что зависимость максимальных.коэффициентов теплообмена псевдоожижениого слоя с поверхностью от диаметра частиц имеет немонотонный характер. Сначала с ростом диаметра наблюдается резкое падение атаь затем следует довольно широкий интервал значений а, когда изменения максимальных коэффициентов теплообмена незначительны, т. е. наблюдается область очень пологого экстремума функции атах = = f(d), и, наконец, начиная с d = 2—3 мм, происходит постепенное увеличение атах- Описанное явление, естественно, сопровождается изменением механизма теплообмена, сущность, которого объясняется смещением акцента с кондуктивного на конвективный перенос тепла фильтрующимся газом. [c.61]

Подробное описание работ, посвященных теплообмену псевдоожиженного слоя крупных частиц с поверхностью, проведено потому, что в слоях (крупных частиц) под давлением основная рЪль принадлежит конвективному переносу тепла, и именно доминирующим вкладом конвективной составляющей в общий коэффициент теплообмена в первую очередь объясняются высокие значения а, превосходящие (даже) при определенных условиях максимально достижимые величины при псевдоожижении мелких частиц. Боттерилл [69] показал путем сопоставления увеличения максимальных коэффициентов теплообмена с ростом давления, по данным [83], и конвективной составляющей, рассчитанной, согласно [75], при соответствующих условиях (табл. 3.1), что влияние давления на теплообмен между слоем и поверхностью не сводится лишь к росту конвективной составляющей, а имеется дополнительный фактор, подтверждающий мнение авторов [84, 85] об улучшении качества псевдоожижения, структуры слоя [27], упаковки частиц и более свободного их движения у поверхности теплообмена [69]. [c.65]

Характер зависимости a=f(u) (коэффициента теплообмена псевдоожиженного слоя с поверхностью от линейной скорости фильтрации газа) при различных давлениях аналогичен случаю использования в качестве ожижающего газа воздуха. С увеличением давления в аппарате при прочих равных условиях численные значения максимальных коэффициентов теплообмена возрастают, а соответствующие им оптимальные скорости фильтрации газа уменьшаются. Так, например, при использовании цинк-хромового катализатора с размером частиц 0,75 мм рост давления от 1,0 до 10 МПа обусловил увеличение атах в 2,3 раза. При этом и уменьшилась с 1,1 до 0,45 м/с. [c.66]

Однако.введение в уравнения (3.13) и (3.14) геометрических симплексов D /d и Ho/d не о сновано, так как опыты проводились при Dk= onst и Яо=соП81. Это замечание распространяется и на формулу для максимальных коэффициентов теплообмена [c.67]

Боттерилл и Десаи [83], с одной стороны, изучали влияние давления на теплообмен псевдоожиженного слоя с поверхностью, а с другой — использовали его как фактор, изменяющий вязкость газа с целью выявления ее роли в механизме теплопереноса. Было найдено, что данные ряды экспериментов в атмосферах гелия, неона, воздуха и углекислого газа могут быть представлены в виде зависимости величины, обратной максимальному коэффициенту теплообмена, 1/ 1пах от комплекса (l/fe)X X (ц/р)[87]. Однако двукратного увеличения максимального коэффициента теплообмена, ожидаемого, в соответствии с приведенным соотношением, при изменении давления от атмосферного до 0,8 МПа в опытах [83] с плотным движущимся слоем не произошло При увеличении рабочего давления до 1 МПа во всех исследованных системах газ — твердые частицы коэффициенты возросли всего на 15%. Это позволило сделать вывод о том, что кинематическая вязкость не является главным фактором, который определяет интенсивность переноса тепла, и оказанное ею коррелирующее воздействие было случайно. В опытах с псевдоожиженным слоем наблюдалось существенное влияние изменения давления в аппарате на величину коэффициентов теплообмена с поверхностью при использовании в качестве сжижаемого материала крупных частиц узкого фракционного состава. Например, для псевдоожиженного воздухом слоя медной [c.69]

Интересная особенность наблюдалась в поведении слоя при псевдоожижении крупных частиц (песок 2,37 мм). При увеличении скорости фильтрации газа сверх необходимого для начала псевдоожижения имели место два отчетливо выраженных максимума коэффициентов теплообмена. По мнению Денлоя и Боттерилла, первый максимум являлся следствием одновременного воздействия двух факторов подвижности и расширения слоя. Первый способствует увеличению коэффициента теплообмена, а второй — уменьшению его. [c.73]

На рис. 3.6 показано влияние размера частиц на вклад коэффициентов теплообмена минимально псев-доожиженного слоя, ао, и максимальной конвективной составляющей переноса тепла частицами, tap, в обш,ий максимальный коэффициент теплообмена слоя с поверхностью [88]. Величина ао, как указывалось выше, соответствует газокомвективной составляющей. Причем в первом приближении она взята независимой от скорости фильтрации газа, так как избыточный газ проходит через слой в виде пузырей. Вместе с тем в работе [69] указано, что с ростом давления псевдоожиженный слой становится более однородным, размеры пузырей и скорость их движения заметно уменьшаются. Максимальная конвективная составляющая переноса тепла частицами определялась как разность между коэффициентами общим а и оо. С ростом диаметра частиц up уменьшается, а а = коив увеличивается, следствием чего является минимум на кривой a=f(d) [18, 20, 76]. [c.73]

Существенным недостатком схемы [88] является наличие размерной формулы для определения аконв- Расчет коэффициента теплообмена по соотношениям (3.21) и (3.22) может привести к ошибочным результатам. На- [c.76]

Следует отметить, что модель Катиповича [106] неправильно отражает функцию a=f(u). Согласно (3.32) — (3.35), с ростом скорости фильтрации газа коэффициент теплообмена должен падать, так как с уменьшением 1—р Б соответствии с (3.35) обе конвективные составляющие Частиц и газа с ростом и будут снижаться, и компонента, представляющая теплообмен пузырей с трубой, вряд ли сможет компенсировать это падение. [c.82]

Для расчета коэффициентов теплообмена в псевдоожи-женном слое крупных частиц с погруженными пучками труб предложено следующее уравнение [c.83]

Данные [83, 88, 90] сопоставлялись между со ой и с корреляциями [75, 78]. Поэтому взяты экспериментальные данные работы [86], в частности, по теплообмену с поверхностью слоя частиц цинк-хромового катализатора диаметром 1,5 мм как в большей степени соответствующие понятию крупные . Из рис. 3.11 видно, что расхождения между экспериментальными и расчетными данными большие. Так, с формулой, приведенной в [78], они составляют 52—80%, а с корреляциями [88] — 17—52%. В то же время разница между расчетными коэффициен- тами по уравнениям [78] и [88] существенно меньшая ( 25%). Причем формально условия действенности корреляций соблюдены все выбранные точки находятся в области рекомендованных авторами чисел Аг. Наиболее завышенные коэффициенты теплообмена даёт выражение, полученное для крупных частиц при атмосферном давлении [78]. Очевидно это объясняется неидентич-ностью условий, при которых были получены корреляции [78] (очень крупные частицы до 13 мм) и экспериментальные данные [86] (частицы 1,5 мм при давлениях 1,0—10 МПа). Кроме того, определенную роль могла сыграть и специфика опытов [86] змеевиковый калори- [c.87]

Несмотря на значительные расхождения между экспериментальными и расчетными данными (рис. 3.11), выражение для конвективной составляющей коэффициента теплообмена в ряде случаев [75, 76, 78, 88] довольно успешно описывает экспериментальные данные. Это позволило провести ряд специальных опытов, направленных на изучение механизма конвективного теплообмена в слоях крупных частиц. Исследования проводились на установке, подробно описанной в параграфе 3.4. Измерение коэффициентов теплообмена между поверхностью датчика-нагревателя и слоем дисперсного материала осуществлялось по методике, изложенной в 3.4.3. В данной серии опытов использовался датчик диаметром 13 мм, устанавливаемый вертикально вдоль оси колонны или горизонтально на расстоянии 62 мм от газораспределительной решетки. Слой образовывали модельные материалы — стеклянные шарики узкофракционного состава со средними диаметрами 0,45 мм (0,4—0,5), 1,25 мм (1,2— 1,3) и 3,1 мм (3,0—3,2). Их физические характеристики приведены в табл. 3.3. Коэффициенты теплообмена измерялись в псевдоожиженных слоях, затем в плотных, зажатых сверху жесткой металлической сеткой (опыты проводились в колонне из оргстекла, при этом движения частиц не наблюдалось). Эксперименты с плотн лми зажатыми слоями повторялись заметного разброса точек (вне пределов точности измерений) не наблюдалось. [c.88]

Физические величины (1990) -- [ c.96 ]

Полимеры в узлах трения машин и приборов (1988) -- [ c.85 , c.86 , c.148 ]

Тепломассообмен (1972) -- [ c.100 , c.216 , c.291 ]

Внутренние санитарно-технические устройства Часть 3 Издание 4 Книга 2 (1992) -- [ c.60 , c.195 ]

Справочник по Международной системе единиц Изд.3 (1980) -- [ c.35 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...