Псевдоожижение в слое с пучками труб

ПСЕВДООЖИЖЕНИЕ В СЛОЕ С ПУЧКАМИ ТРУБ [c.43]

Большинство работ в области теплообмена посвящено одиночным трубам, однако знание коэффициентов теплообмена между псевдоожиженным слоем и погруженными в него пучками труб наиболее важно при проектировании теплообменных аппаратов с псевдоожиженным слоем. Возможно, это объясняется тем, что первые работы [121, 122] по теплообмену псевдоожиженного слоя с пучками труб, относившиеся к слоям сравнительно мелких частиц, не установили существенной разницы между коэффициентами теплообмена одиночных труб и трубных пучков. [c.118]

В книге с единых позиций освещаются особенности гидродинамики и теплообмена в псевдоожиженном (кипящем) слое при повышении давления — одном из эффективных средств интенсификации процессов в нем. Большое внимание уделено слоям из крупных частиц, в которых влияние давления наиболее существенно. Рассмотрен теплообмен слоя под давлением с пучками труб различной геометрии, что особенно актуально в связи с перспективой использования псевдоожиженного слоя, в том числе и под давлением, как отвечающего современным экологическим требованиям способа сжигания твердого топлива. Рассмотрен лучистый теплообмен, существенный в высокотемпературном слое. [c.2]

Следовательно, так как увеличение давления в аппарате ведет к значительному росту конвективной составляющей, можно ожидать существенного влияния давления и на изменение теплообмена между слоем и трубным пучком в зависимости от шага расположения и ориентации труб. Было показано, что число Архимеда неплохо отражает поведение псевдоожиженных слоев под давлением, т. е. эффект повышения давления в аппарате ведет к росту конвективной составляющей, что можно условно отождествлять с увеличением диаметра частиц в слое при атмосферном давлении. Однако это не влечет существенной разницы между коэффициентами теплообмена псевдоожиженного слоя с одиночной трубой и пучками труб. [c.120]

Воздух высокого давления подавался в установку qt центральной системы сжатого воздуха. Максимальные расходы, которые можно было получить при поддержании в аппарате давления 8,1 МПа, составляли 850— 900 м ч. С целью крепления датчиков для измерения коэффициентов теплообмена предусматривалась специальная державка, позволяющая их установку как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. Для проведения экспериментов по измерению коэффициентов теплообмена между псевдоожиженным слоем и пучками горизонтальных и вертикальных труб были изготовлены специальные кассеты-вставки, с помощью которых можно менять шаг расположения труб в горизонтальном и вертикальном пучках. Температура слоя измерялась термопарами. [c.105]

Интересно отметить, что только корреляция (3.103) (комплекс s—D)Jd) указывает на возможность усиления влияния степени стесненности слоя трубным пучком с ростом диаметра псевдоожиженных частиц. По данным, приведенным в [116], можно видеть, что если при псевдоожижении слоя песка с частицами 0,250 мм коэффициенты теплообмена для пучков горизонтальных труб, расположенных в коридорном и шахматном порядке, с шагом, большим 2, практически не отличались от коэффициентов для одиночной трубы (разница не превышала 5%), то при псевдоожижении частиц со средним диаметром 0,660 мм соответствующая разница достигала 8%. Это свидетельствует о том, что с ростом диаметра частиц псевдоожиженного слоя влияние шага труб в пучке на теплообмен должно увеличиваться. [c.119]

Как видно из рис. 4.6, при к у= О получить достаточно равномерное распределение концентраций по длине топки, обеспечивающее допустимый химический недожог Яз 1" 2%, можно при W < 0,15, если ориентироваться на в = 1,15- 1,3. Из формулы (4.39) видно, что этого можно добиться увеличением высоты слоя или уменьшением длины топки. Комплекс VI уменьшается с увеличением скорости псевдоожижения, поскольку при малых скоростях значение Оэф при этом увеличивается сильнее, чем см. формулу (2.8). Наличие трубного пучка в слое, уменьшающего усиливает неравномерность распределения концентраций тем больше, чем меньше шаг между трубами. [c.153]

Рис. 10-24. Зависимость среднего коэффициента теплообмена. а —от скорости фильтрации для труб 0 14 мм, погруженных в плотную фазу псевдоожиженного слоя песка =268 мк). t — одиночная вертикальная труба по оси слоя 2 — одиночная горизонтальная труба, размещенная посредине ширины слоя 3 — то же, смещенная к стенке на расстояние ширины слоя 4 — горизонтальная труба в коридорном пучке с шагом 28 мм] 5 — вертикальная труба в пучке с шагом 20 мм.

Интересно отметить, что в тесных коридорных горизонтальных пучках труб аср мало (на 6—15%) отличалось от аор для одиночной трубы. Расстояние в свету между трубами было порядка диаметра трубы, т. е. всего 14—28 мм, а диаметр частиц слоя 0,2—0,49 мм. В вертикальных пучках расстояние было примерно такой же величины, а ср Даже выше, чем для горизонтальных труб. Таким образом, имеются благоприятные перспективы для конструирования весьма компактных поверхностных теплообменников с псевдоожиженным слоем. [c.404]

Таким образом, применение псевдоожиженного слоя позволит заменить настенные экраны пучками труб с расходом металла, примерно в 4 раза меньшим и разместить эту поверхность нагрева, в десятки раз компактнее. Дело в том, что в псевдоожиженном слое, как упоминалось выше, могут быть получены высокие степени черноты при ничтожной его толщине. В принципе можно дать расстояние между трубами в свету порядка 100 мм. [c.639]

Из рис. 1.12 видно, что степень неоднородности слоя, равномерно заторможенного по всей площади камеры 150x300 мм, сильно уменьшается с увеличением его загромождения до (1 - ej = 0,2, а затем меняется медленно. Частота пульсаций мало зависит от степени загромождения (1 - е ). Такие же зависимости наблюдаются и в слде с пучком горизонтальных труб. Как указывалось выше, применение в топках с кипящим слоем насадки со степенью загромождения больше чем 0,2 нецелесообразно. Из рис. 1.12 видно, что более тесные пучки не имеют преимуществ и с точки зрения однородности псевдоожижения. Как и в незаторможенном слое, с увеличением высоты слоя абсолютные значения Ар увеличиваются, но степень неоднородности, так же как и частота пульсаций, уменьшается. [c.46]

Ко второй группе можно отнести модели, в которых пытаются описать физическую структуру неоднородного псевдоожиженного слоя, как, например, в теории пузырей , развивавшейся Дэвидсоном, Гаррисоном, Роу, и др. Подобный подход в принципе представляется даже более привлекательным, чем первый, если только не переоценивать точность и универсальность положенной в основу модели. Можно ожидать, что теория пузырей в сочетании с другой моделью, учитывающей особенности прирешеточной зоны слоя, будет перспективна для расчета аппаратов со свободным псевдоожижен-ным слоем с пузырями. Правда, свободный псевдоожиженный слой с пузырями сам не очень перспективен для проведения процессов, лимитируемых межфазовым обменом и в этих случаях, видимо, уступит место более однородным системам, таким, как тонкие или заторможенные (насадкой, пучками труб и т. п.) псевдоожиженные слои. Возможное. исключение — свободный слой крупных частиц. [c.13]

Экспериментальное исследование теплообмена между псевдоожиженным слоем и горизонтально расположенным пучком не выявило существенного влияния на величину а щага труб, что согласуется и с данными [123]. Разница между коэффициентами теплообмена слоя и трубных пучков с шагом 39 и 19 мм не превышала 8—12% во всем диапазоне давлений, вплоть до 8,1 МПа. Таким образом, в псевдоожиженном слое крупных частиц под давлением коэффициенты теплообмена между слоем и горизонтальным трубным пучком практически не зависят от шага труб в пучке. Причем интересно отметить, что с уменьшением шага коэффициенты теплообмена несколько увеличиваются. На рисунках точки, соответствующие наиболее тесному пучку (s = 19 мм), систематически располагаются выше. Хотя реальная скорость фильтрации газа при горизонтальном пучке является переменной по высоте аппарата, влияние изменения ее несущественно, как и при вертикальном расположении труб. Проявление его, очевидно, возможно не столько благодаря росту средней скорости газа у теплообменной поверхности, сколько за счет улучшения условий разрушения сводов в кормовой зоне труб, которые обычно наблюдаются в слоях мелких частиц. Кроме того, рост коэффициентов теплообмена с уменьшением шага труб в пучке может вызываться также тор.мозящим действи- [c.124]

Результаты подробных исследований истирания труб в промышленном котле с кипящим слоем мощностью 16 МВт приведены в докладе Лекнера и Хогберга [47]. Топка котла (рис. 2.8) имеет площадь 10 м , скорость псевдоожижения 2,5 м/с, температура слоя 850 С, коэффициент подачи воздуха 1,3. Сжигается уголь 0-30 мм (крестик на рис. 2.8 указывает место установки забрасывателя). Высота кипящего слоя (по замерам перепада давлений) составляла обычно 0,6-0,9 м, следовательно, трубные пучки частично находились в кипящем слое, а частично - в зоне всплесков. Экранные трубы 6 60,3 мм изготовлены из малоуглеродистой (0,08-0,12% С) стали, содержащей 0,46- 0,62% марганца. Из той же стали сделаны кипятильные трубы 0 33,7 мм. Трубы пароперегревателя диаметром 33,4 мм содержали 21% хрома, 11% никеля, 1,66% кремния и 0,45% марганца. Толщину стенки труб в выбранных местах определяли (периодически) ультразвуковым датчиком. [c.77]

В [64] изучен теплообмен к десятирядному (по высоте) шахматному пучку из труб диаметром 33,4 мм, расположенных с шагом в ряду (по горизонтали) 102 мм и между рядами 57 мм в топке площадью 0,6х0,6 м . Температура в слое менялась от 260 до 860 С, средний размер частиц песка - от 1,2 до 3,57 мм, скорость псевдоожижения - от 3 до 10 м/с. [c.117]

При измерении распределения давлений по высоте и линейном экстраполировании его к давлению в надслоевом пространстве рассчитывалась высота Н расширенного псевдоожиженного слоя. Степень расширения (Д/Н ) слоя увеличивалась примерно от 1,2 при W = 1 м/с до 1,5 при W = 3 м/с в обоих случаях. Здесь же приведены данные, полученные в экспериментальной топке площадью 1x2 м мощностью 4 МВт, в которой нижний ряд шестирядного пучка из труб диаметром 48 мм (по 8 труб в ряду с горизонтальным шагом 173 и вертикальным - 65 или 155 мм) размещался на высоте 465 мм от решетки. В топке сжигался польский уголь мельче 6 мм, средний диаметр частиц в слое был равен 0,92 мм. В этом случае степень расширения также увеличивалась от 1,2 до 1,5 в диапазоне скоростей 1-3 м/с, если высота неожиженного слоя равнялась 585 мм. При увеличении степень расширения уменьшалась, так что при = 880 мм составляла 1,14-1,36 в том же диапазоне скоростей. Интересно отметить, что когда в работе находилась лишь одна секция топки (1x1 м), то степень расширения была ниже (максимум 1,ЗприД = 565 мм) - по-видимому, часть материала из работающей секции забрасывалась в отк.чюченную. [c.125]

Для обтекания псевдоожнженным слоем горизонтальных труб, по крайней мере при нисходящем движении агрегатов частиц, характерным является наличие плотной шапки из частиц на трубе и просвета , более или менее лишенного частиц под нею. Наблюдаемая визуально картина кажется близкой к известной картине обтекания горизонтальной трубы плотным движущимся слоем. Однако более тщательное исследование указывает на глубокое различие. В псевдоожиженном сл ое шапка частиц с ростом числа псевдоожижения приобретает подвижность, сохраняя в то же время значительную плотность, и поверхность трубы под нею становится тогда зоной устойчиво высоких локальных коэффициентов теплообмена. В просвет под трубой с ростом числа псевдоожижения постепенно проникает все большее количество подбрасываемых частиц, и локальный коэффициент теплообмена нижней части поверхности горизонтальной трубы значительно увеличивается. В тесных (с малым вертикальным шагом) коридорных пучках одна труба может попадать как бы в след другой (других), и ход изменения локальных коэффициентов теплообмена с числом псевдоожижения еще больше усложняется. [c.401]

Эксперименты по исследованию теплообмена между псевдоожиженным слоем и трубными пучками проводились в колонне квадратного сечения 305X305 мм. Трубы диаметром 28 мм располагались с шагом 76 мм в вершинах прямоугольного треугольника. Слой состоял из песка с частицами, средний диаметр которых равнялся 0,158 0,385 0,885 мм. [c.86]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...