ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тепло-и массообмен в кипящем слое из "Процессы в кипящем слое" В большинстве промышленных аппаратов с кипяш.им слоем скорость тепло- и массообмена определяет интенсивность протекающего в них основного технологического процесса. Поэтому расчет таких процессов требуе-j прежде всего знания коэффициентов, характеризующих скорость передачи тепла и вещества между потхжом жидкости и твердыми частицами, образующими кипящий слой. [c.52] Методика расчета процессов тепло- и массоо бмена в кипящем слое, несмотря на значительное число теоретических и экспериментальных работ в этой области, все еще недостаточно разработана. [c.52] Имеющийся в специальной литературе материал по этому вопросу крайне разнообразен и в нем иногда содержатся противоречивые выводы и рекомендации. Поэтому систематизация и критическая обработка такого материала является несомненно важной задачей. [c.52] Тепло- и массообмен в кипящем слое, так же как и в обычных аппаратах, обусловлен наличием температурного поля или поля концентраций. Иногда оба поля накладываются одно на другое и тогда процесс теплообмена оказывается осложненным процессом массообмена, что, безусловно, усложняет всю методику расчета. [c.52] В зависимости от характера технолюгического процесса тепло- и массообмен в кипящем слое может идти как в стационарных, так и в нестационарных условиях. [c.52] При стационарном режиме мелкозернистый материал непрерывно вводится в кипящий слой особым питателем (рис. 24) с начальной температурой t и непрерывно отводится из реактора с температурой Поток рабочей жидкости или газа поступает снизу через дутьевую решетку, с температурой и покидает реактор с температурой Точно также организуется и процесс массообмена при стационарном режиме. При этом соответствующие индексы должны быть отнесены к обозначениям концентрации реагента в потоке. [c.52] В зависимости от направлений потоков жидкости и твердых материал ов, образующих кипящий слой, как и в обычных теплообменных аппаратах, в некоторых многоступенчатых аппаратах с кипящим слоем иногда может быть выделен случай прямотока, противотока или смешанного тока. Однако в большинстве случаев это не имеет большюго значения, так как при интенсивном перемешивании твердой фазы в кипящем слое и малых размерах частиц температура и концентрация вещества на поверхности частиц оказываются примерно одинаковыми по всему объему. [c.53] При нестационарцом режиме загрузка мелкозернистого материала в камеру производится периодически. В этом случае температура частиц и температура потока жидкости а течение процесса изменяются. [c.53] В действительности каждый процесс я1вляется нестационарным, так как даже при непрерывной подаче материала в реактор каждая вводимая частица находится в нем вполне определенное время, в течение которого ее температура или концентрация вещества непрерывно изменяются. Поэтому понятие стационарного режима относится к кипящему слою в целом, а не к процессам, идущим на поверхности и в объеме каждой отдельной частицы. Такие процессы более правильно называть процессами с непрерывной подачей материала. [c.53] Технологические процессы в кипящем слое, как правило, бывают экзотермическими или эндотермическими. К экзотермическим процессам относят, в частности, процессы газификации и горения топлива, выжига серы и др., к эндотермическим — процессы возгонки металлов, спекания в твердых фазах и др. Как в тех, так и других случаях процесс теплообмена значительно осложняется и при расчете теплообмена приходится учитывать наличие положительных или отрицательных внутренних источников тепла. [c.53] Особым случаем теплообмена в кипящем слое является теплообмен между потоком и теплообменником, помещенным в кипящий слой, или между кипящим слоем и стенками ре актора. [c.53] Входящим в уравнение (III, 1) коэффициентом теплоотдачи учитываются все особенности процесса таким образом, он является мерой интенсивности теплообмена. [c.54] В результате проведенных исследований было установлено, что коэффициент теплоотдачи зависит от формы и размеров частиц, скорости движения жидкости, температурного уровня процесса, структуры кипящего слоя, физических свойств жидкости и твердых частиц, интенсивности фазовых превращений, условий организации процесса и от ряда других факторов. [c.54] Опытами было установлено также, что в случае теплообмена кипящего слоя со стенками реактора или со стенками теплообменника интенсивность теплообмена по высоте кипящего слоя не одинакова и, следовательно, коэффициент теплоотдачи в кипящем слое имеет локальные значения. [c.54] Опыты показали, что в переходный момент и при очень боль-ших степенях раздутия кипящего слоя структура его не однородна, образуются локальные выбросы частиц, происходит проскок газов движение носит пузырчатый характер и наблюдаются другие аналогичные явления, затрудняющие решение задачи. [c.54] В результате всего этого приходится ограничиваться определением средних значений коэффициента теплоотдачи при ряде упрощающих допущений. Наиболее ценными исследованиями являются при этом такие исследования, результаты которых обработаны в безразмерном виде и в соответствии с основными положениями теории подобия могут быть распространены на другие подобные процессы. [c.54] При экспериментальном исследовании сложных физических процессов должны быть соблюдены определенные условия геометрическое подобие подобие условий движения жидкости при входе подобие физических параметров в сходственных точках модели и образца подобие температурных, концентрационных и других полей на границах одинаковость определяющих критериев. Точное соблюдение всех этих условий, как правило, бывает затруднительно. Однакч) во многих случаях оказывается возможным ограничиться соблюдением лишь части перечисленных условий. Такая возможность возникает благодаря свойствам стабильности и автомодельности движения вязкой жидкости. [c.55] Явлением стабильности называется свойство вязкой жидкости при движении самопроизвольно принимать вполне определенный профиль скоростного поля при определенном числе Рейнольдса, определенных профиле и длине канала. [c.55] Вернуться к основной статье