ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Модели теплообмена слоя с поверхностью из "Промышленное псевдоожижение" Коэффициенты теплообмена слоя со стенкой больше соответствующих коэффициентов теплообмена стенки с газом. Для объяснения этого факта были предложены различные модели. Их можно разделить на модели, в которых сопротивление переносу тепла отнесено к сравнительно тонкому слою ( р) у стенки [5, 8, 121 модели, в которых это сопротивление отнесено к сравнительно толстому плотному слою dp), прилегающему к стенке [17, 23, 26], а также модели, учитывающие оба подхода [7, 13, 31]. [c.246] Уравнение для ламинарного потока хорошо описывает экспериментальные данные для псевдоожиженных воздухом слоев стеклянных шариков, частиц угля и кремниевого катализатора. [c.246] Пакетная модель. В противоположность моделям тонкой пленки другие исследователи [17] рассматривали нестационарный перенос тепла пакетами плотной фазы. Эти пакеты задерживаются на поверхности в течение короткого времени и, покидая ее, замещаются свежей плотной фазой из ядра слоя. Эта модель представлена на рис. 1Х-8. [c.246] Уравнения (IX,19) и (IX,20) дают средний во времени коэффициент теплообмена для любого распределения времени пребывания пакетов на поверхности. [c.248] Из этого был сделан вывод [17], что в теплообмене фактически преобладает нестационарный процесс. [c.248] Для определения I (Ь) и ее зависимости от факторов, обусловленных динамикой слоя, а также для проверки правильности модели, из которой были получены уравнения (IX,7) и (IX,19), были измерены средние во времени и мгновенные значения коэффициентов теплообмена в псевдоожиженном слое [19]. Средние во времени коэффициенты следовали закономерности, которая была отмечена другими исследователями [7, 20] мгновенные же коэффициенты резко менялись, как показано на рис. 1Х-9. Минимальные значения Лщ,/ можно отнести к прохождению пузырей у поверхности, а резкий рост может означать внезапное появление свежего пакета плотной фазы у поверхности. По таким данным была найдена доля времени пребывания пузырей у поверхности (см. рис. 1Х-10) и средняя частота прохождения пузырей вблизи стенки (см. рис. 1Х-11). [c.248] Расчетные значения по уравнению (IX,22) при величинах fь и Пц,, взятых из рис. 1Х-10 и 1Х-11 сравнивались с данными, полученными для вертикального нагревателя (см. рис. 1Х-12). Хорошее соответствие подтверждает правильность принятой модели. [c.249] Пакетная модель была рассмотрена с точки зрения механизма контактирования плотной фазы с теплообменной поверхностью [26]. Однако при этом вместо усредненных свойств рассматривались роли в плотной фазе газа и частиц в отдельности. [c.249] Температурное поле в процессе теплопроводности от нагретой -стрпки к стеклянной сфере диаметром 200 мкм в неподвижном воздухе [26] -а — через 7,4.10- с после контакта б — через 52,4.10- с после контакта. [c.250] Численное решение уравнений нестационарной теплопроводности для различных свойств потока и частиц дало изотермы для различных времен контакта. Эти изотермы показаны на рис. 1Х-13. На рис. 1Х-14 показаны расчетные скорости теплообмена одиночной сферы в различных средах. [c.250] Затем этот анализ был распространен на двухрядный слой соприкасающихся частиц [28]. При коротком времени контакта сомнительно, чтобы заметное количество тепла могло перейти ко второму, ряду частиц, а следовательно, анализ однорядного и двухрядного слоев даст одинаковые результаты. Однако при большом времени контакта предпочтительнее рассматривать двухрядный слой. [c.251] Проверка этих расчетов требует экспериментов на аппаратуре, которая обеспечивала бы контроль времени контакта частиц с поверхностью. Такие опыты были проделаны в кольцевом перемешиваемом слое и в слое движущихся частиц [28, 29]. Как показано на рис. 1Х-15, экспериментальные величины Ац, лежат в пределах от до /з от расчетных значений. По мнению авторов, это снижение обусловлено тем, что между частицами и поверхностью имеется газовая пленка толщиной порядка 10 мкм, препятствующая контактированию. [c.251] Уравнения (IX,22) и (IX,23) показывают, что Ац, уменьшается с увеличением высоты теплообменной поверхности, при котором может увеличиться характерное t или среднее tg время контакта. Из уравнения (IX,23) следует, что максимальное значение критерия Нуссельта, равное 7,2, может быть реализовано нри очень коротком времени контакта и очень малом диаметре частиц. [c.252] Пленочно-пакетная модель. В первой модели такого рода [7] учитывалось термическое сопротивление тонкой газовой прослойки и слоя плотной фазы, в котором частицы с большой теплоемкостью движутся параллельно стенке. Эта модель показала, что при коротких секциях теплообменника должен быть больше, а при длинных — меньше этот вывод подтверждается экспериментальными данными, приведенными на рис. 1Х-18. [c.253] Зависимость коэффициента теплообмеиа сферической поверхности, погруженной в высокотемпературный слой песка п глинозема, от скорости [24] аесок, йр = 0,34 мм глинозем (пунктир), Г = 600 С. [c.253] Согласно другому механизму (см. рис. 1Х-19), создатели которого [20] трактовали теплоотдачу от слоя к малым погруженным телам высотой с аналогичных позиций, тепло д за счет теплопроводности отдается поверхностью газовой прослойке толщиной 1 . [c.253] Это тепло воспринимается частицами, движущимися параллельно поверхности в слое толщиной 1 . Часть тепла аккумулируется частицами, в то время как остальная часть 5, переносится в ядро слоя в процессе обмена частицами. [c.254] Правильный выбор численных значений lg я и применение зависимости порозности слоя от щ — и /) 118] позволили дать объяснение [20] влияния скорости газа на Ащ, обнаруженное в опытах1[7, 13, 20]. [c.254] Вернуться к основной статье