ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод регулярного режима из "тепло- и массообмен в кипящем слое" Наряду со стационарными методами исследований теплообмена между частицами и средой в кипящем слое перспективен также косвенный метод. Он основан на использовании нестационарного режима, поскольку не включает непосредственное измерение температур частиц и среды по высоте слоя. [c.52] Теоретическая разработка возможности применения метода регулярного режима в качестве косвенного метода расчета коэффициентов теплоотдачи между частицами и средой в кипящем слое приведена в работе [197]. [c.52] При выводе основных расчетных зависимостей для процесса охлаждения слоя предполагалось, что вследствие малого термического сопротивления самих частиц температура поверхности частицы и ее центра одинакова из-за интенсивного перемещивания частиц в кипящем слое температура их постоянна по всему объему слоя. Кроме того, теплофизические характеристики среды и материала частиц, а также температура среды на входе в слой не меняются в процессе охлаждения потери тепла в окружающую среду и доля тепла, аккумулированного в стенках реактора, малы по сравнению с количеством тепла, отдаваемого частицами продольное перемешивание среды отсутствует. В общем случае коэффициенты теплоотдачи между частицами и средой в стационарном и нестационарном режимах могут быть не равны между собой, а температура среды изменяется по высоте слоя. [c.52] Рассмотрим также зависимость для температуры среды после слоя и температуры частиц в других возможных случаях, когда коэффициенты теплоотдачи в стационарном и нестационарном режимах могут быть приняты одинаковыми, а среднеинтегральная по высоте слоя температура среды —равной температуре среды на выходе из него. Ниже приведены конечные результаты, полученные из уравнений (П-26) и (П-28). [c.55] Анализируя зависимости (П-26), (П-29), (П-31), (И-ЗЗ), можно сделать вывод, что для всех случаев теплообмена между частицами и средой в кипящем слое характерен экспоненциальный закон изменения температуры среды после слоя во времени. Такие условия теплообмена можно рассматривать как регулярный режим, позволяющий по темпу охлаждения определять коэффициент теплоотдачи. [c.56] Значения температуры среды в различные промежутки времени нестационарного процесса охлаждения кипящего слоя определяют по термограммам, снятым на самопишущих приборах. После экспериментального исследования темпа охлаждения и приравнивания его к показателю соответствующей экспоненты рассчитывают коэффициент теплоотдачи между частицами и средой в кипящем слое. [c.56] Это равенство приближенно выполняется при условии 0 с 0,05, свидетельствуя о редко встречаемом в практике кипящего слоя случае, соответствующем идеальному перемешиванию среды. К сожалению, ряд авторов [183, 192, 264] при исследовании теплообмена взял за основу именно этот случай, что привело-к ошибочным выводам. [c.57] Доказательство возможности использования песта цио1Гарного режима и- практическое подтверждение его теоретического обоснования было получено в опытах [19, 195] с различными частицами и переменными расходами среды. [c.57] Далее [198] рассмотрено также влияние различных факторов на темп охлаждения частиц. [c.58] На рис. 16 показаны увеличенные осциллограммы процессов охлаждения алюминиевых частиц в различных режимах ожижения их водой. Из рисунка следует, что с увеличением расхода воды уменьшается период охлаждения частиц, а также (при постоянной тепловой нагрузке в стационарном процессе) снижается разность температур воды на входе в слой и на выходе из него. Длительность процесса охлаждения от стационарного состояния до состояния полного термического равновесия системы с учетом тарировки и масштаба измерений составляет от 0,8 до 1,6 сек. Выведенные и проверенные опытом зависимости справедливы для частиц в том случае, когда можно пренебречь неравномерностью температурного поля в самой частице. [c.59] Как и ранее, при выводе общего случая теплообмена предполагается, что теплофизические характеристики среды и материала частиц постоянны вследствие интенсивного перемешивания частиц. Среднеинтегральная по объему частицы температура одинакова по всему слою, а среднеинтегральная по высоте слоя относительная температура среды в момент времени т может быть определена по уравнению (П-12). Принято также, что коэффициент неравномерности ф, согласно [69], не зависит от времени и начальных условий. [c.60] Таким образом, выведенные зависимости могут быть использованы при исследовании теплообмена между частицами и средой как в случае малых значений критерия Био (В1 0,1), так и в случае, когда термическое сопротивление теплопроводности соизмеримо с терми ческим сопротивлением теплоотдаче. [c.62] Эти же соотношения могут быть использованы при конструировании теплообменных аппаратов с кипящим слоем периодического действия. [c.62] Вернуться к основной статье