ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплообмен между поверхностью нагрева и кипящим слоем из "Сушка в кипящем слое" Этот вид теплообмена подробно описан М. Лева [1], и здесь этот вопрос рассматривается лишь постольку, поскольку встречаются конструкции сушилок с теплообменными элементами, помещенными в слой, либо с рубашками, окружающими аппарат. [c.101] Исследования А. Берга и др. [29] показали, что в момент начала псевдоожижения коэффициенты теплоотдачи соответствуют коэффициентам для неподвижного слоя в области ламинарного режима и, если псевдоожижающим агентом является воздух, изменяются в пределах 7- -Мккал1м Час-град (20 40 вт/м -град). [c.101] С ростом скорости потока перемешивание в слое становится более интенсивным и коэффициенты теплоотдачи возрастают до некоторого максимального значения, в 12—15 раз превышающего те, которые получились бы для соответствующего гипотетического неподвижного слоя. Это увеличение коэффициентов теплоот-, дачи происходит тем быстрее, чем выше весовая скорость газа. [c.101] Резкое возрастание коэффициентов теплоотдачи объясняется движением частиц около теплообменной поверхности. Отмечалось также увеличение коэффициентов теплоотдачи при вибрировании поверхности теплообмена [30]. По-видимому, основным сопротивлением тепловому потоку служит пленка газа между теплообменной поверхностью и слоем. Толщина пленки зависит от скорости частиц вблизи стенки и плотности слоя. Чем выше скорость частиц у стенки и их концентрация, тем выше коэффициент теплоотдачи. Так как возрастание скорости потока приводит к увеличению скорости частиц и к уменьшению плотности слоя, то при определенных условиях имеет место максимальный коэффициент теплоотдачи. [c.101] Бондарева и О. М. Тодес [33] отмечают, что температурный градиент в слое характеризует эффективную теплопроводность кипящего слоя, которая пропорциональна скорости пульсационных движений, масштабу пульсаций и объемной теплоемкости слоя. При псевдоожижении некоторых фракций кварцевого песка эффективная теплопроводность слоя достигала 33 вт/м град. [c.102] Д ср — средняя разность температур между частицами и поверхностью теплообмена. [c.102] Из-за трудности определения эффективной поверхности частиц неправильной формы и средней разности температур имеющиеся экспериментальные данные по коэффициентам теплоотдачи значительно разнятся между собой. Кроме того, на величину коэффициента теплоотдачи влияют структура и геометрия слоя, которые также большинством авторов не учитывались. [c.102] Сг — теплоемкость газа, кдж[кг град. [c.103] Гельпериным и др. [36] исследовалось влияние размеров теплообменной поверхности, положения нагревательных элементов в слое и геометрических параметров слоя (высота, диаметр) на коэффициент теплоотдачи. Опыты проводились в цилиндрических аппаратах диаметром 152 и 275 мм из органического стекла. Применялись нагреватели трех размеров диаметром 22 мм, длиной 110 и 210 мм и диаметром 30 мм, длиной 210 м.и. Исследовалось три фракции песка си средними размерами частиц 0,163 0,224 и 0,285 мм. Исходная высота слоя была равна 350 мм. [c.103] Результаты эксперимента показали независимость коэффициента теплоотдачи от геометрических размеров теплообменной поверхности, когда она находилась на расстоянии 54 мм от распределительной решетки и выше. [c.103] В качестве определяющего линейного размера принят гидравлический радиус канала = э-ц у4ггу качестве определяющей скорости = —. [c.103] Уравнение (2-97) проверено в пределах 0,215 Re 2,35 и 0,2 - 0,8. [c.103] Определение локальных значений коэффициентов теплоотдачи по высоте кипящего слоя производилось А. В. Чечетки-ным [37], а также X. Микли и К. Триллингом [38]. [c.103] Микли и Триллинг помещали небольшой электрический нагреватель в кипящий слой на различной высоте от решетки. Их опыты показали, что температурный градиент по высоте кипящего слоя не постоянен. Сначала разность температур между поверхностью нагревателя и кипящим слоем убывает до некоторого минимального значения в средней части слоя, затем начинает увеличиваться и на верхней границе кипящего слоя достигает примерно такого же значения, как и в начале слоя. Значит, максимальное значение коэффициента теплоотдачи получается примерно в средней части кипящего слоя. Такая неравномерность теплообмена обусловлена различиями в концентрации частиц в слое, толщине пограничной пленки и условиях движения частиц в отдельных частях кипящего слоя. [c.104] Здесь э средний эквивалентный диаметр частиц. За определяющую скорость принята скорость газа при интенсивном кипении . [c.104] Чечеткин [37] проводил исследование в трубе диаметром 50 мм с обогреваемой боковой поверхностью. В слой погружался водяной холодильник. Сам слой был разделен на шесть участков, в каждом из которых измерялись концентрация частиц, удельный тепловой поток, температурный градиент и локальное значение коэффициента теплоотдачи. Опыты проводились с гранулированным активированным углем (имеющим форму цилиндриков диаметром 1 мм, высотой 4 мм), с молотым активированным углем (о = 0,590,84 мм), с силикагелем и железо-аммиачным катализатором (й = 0,25 -н 0,42 мм). [c.104] В качестве псевдоожижающего агента использовалась паровоздушная смесь с температурой 80—205° С с влагосодержанием 0—0,378 кг кг, продуваемая со скоростью 0,89—5,1 м/сек. Высота неподвижного слоя достигала 443 мм. [c.104] Проведенное исследование показало, что концентрация частиц в слое изменяется по мере изменения высоты. То же самое происходит с удельной тепловой нагрузкой, температурным градиентом и коэффициентом теплоотдачи. Последний имеет максимальное значение в средней части кипящего слоя, следовательно, именно здесь должен быть установлен теплообменник, поскольку его поверхность при этих условиях будет минимальной. Коэффициент теплоотдачи от паро-воздушных смесей значительно больше (в 1,7—3 раза), чем от чистого воздуха. [c.104] Остальные физические константы, входящие в критерии Ке, Ни, Рг и рм/рг, находятся для смеси при средней температуре. [c.105] В этой же работе получены уравнения, позволяющие определить оптимальную скорость газа w t, соответствующую максимальным значениям коэффициентов теплоотдачи к частицам неправильной формы с шероховатой поверхностью. [c.106] Вернуться к основной статье