ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплообмен между твердыми частицами и газом в кипящем слое из "Процессы в кипящем слое" Определение коэффициентов теплоотдачи для твердых частиц, нагреваемых или охлаждаемых в кипящем слое, производилось как в условиях стационарного, так и нестационарного режимов. Опыты производились с влажными и сухими частицами. В последнем случае теплообмен не был осложнен массообме-рюм. Такие опыты были проведены Н. А. Шаховой [3]. [c.56] Схема экспериментальной установки Н. А. Шаховой показана на рис. 25. Основной частью установки является вертикальная стеклянная реторта, которая для уменьшения тепловых потерь в процессе опытов была изготовлена с двойными стенками, покрытыми серебром. Из кольцевого пространства реторты воздух откачивался. Высота реторты 900 мм и диаметр 78,5 мл. Высота принята с таким расчетом, чтобы вынос частиц из кипящего слоя свести к минимуму. Кроме того, при такой высоте достигалась автомодельно сть процесса относительно гео-метри-ческих размеров установки. [c.56] Подача в реторту нагретого газа производилась под стеклянную решетку, на которую предварительно насыпали навеску кварцевого песка слоем определен5нвой высоты. Измерение расхода газа производилось с особой тщательностью. Температуру по высоте слоя измеряли термопарами через каждые 0,5 мин. Полученная таким образом температурная кривая давала представление о скх рости прогрева навески и позволяла расчетным путем определить коэффициент теплоотдачи в кипящем слое. [c.56] Обработка опытных данных производилась обычным методом в критериях подобия. На рис. 26 результаты эксперимента представлены опытными точками в логарифмических кою рдинатах. [c.57] Критерий Рг в это уравнение е входит, так как опыты проводились с воздухом при незначительных изменениях температуры, что позволяло принять Рг равным постоянному значению порядка 0,72. [c.57] Этими уравнениями можно пользоваться для практических расчетов при Re от 1,38 до 9,55 и Fe от 1,0 до 2,5. [c.58] Последнее уравнение позволяет сравнительно просто определить коэффициент теплоотдачи частиц в кипящем слое в зависимости от размера частиц, их плотности и плотности газа для наиболее часто встречающешся в практике режима устойчивого кипения. [c.58] Приведенные уравнения позволяют определить коэффициент теплоотдачи для небольших значений чисел Re, что объясняется тем, что опыты Н. А. Шаховой были проведены с очень мелкими частицами песка. Опыты с более крупными частицами различных твердых материалов проведены И. М. Федоровым [2]. Причем эти опыты проводились с частицами различной влажности, что позволяло установить влияние массообмена в процессе сушки частиц на коэффициент теплоотдачи. [c.58] Федоровым на экспериментальной лабораторной установке, основной частью которой была вертикальная цилиндрическая камера диаметром 100 мм и высотой 300 мм. Кипящий слой мелкозернистого материала в этой камере создавался потоком воздуха, нагретого в калорифере до температуры 40— 50° С. Расход сушильного агента изменялся от 0,9 до 4,0 кг м сек. [c.59] Измерение расхода, давления под решеткой, температуры воздуха и других показателей процесса производилось непрерывно с помощью обычных приборов. Влажность воздуха измерялась психрометрами. [c.59] Опыты проводились по методу нестационарного режима. Перед началом каждого опыта исследуемый материал с предварительно найденной влажностью засыпали слоем определенной высоты в камеру экспериментальной установки. Воздух подавался под решетку, вмонтированную в нижнюю часть камеры. Для улавливания уноса в верхней части камеры была установлена вторая сетка. Высоту слоя материала в опытх изменяли от б до 45 мм. [c.59] При продувании воздуха с определенной критической скоростью слой материала переходил в подвижное состояние. После определенного времени сушки подсушенный материал взвешивали. [c.59] Ко эффициент теплоотдачи определялся расчетным путем по количеству испаренной влаги и расходу тепла на нагрев материала от начальной температуры мокрого термометра. Причем в расчетных уравнениях температурный напор определялся как среднелогарифмическая психрометрическая разность для воздуха перед входом и после выхода из слоя. [c.59] Обработка опытных данных по теплообмену при сушке в ки-пяш,ем слое произведена И. М. Федоровым в логарифмических координатах, после чего обычным путем получены критериальные уравнения. [c.60] Критерий Рг во всех приведенных уравнениях исключен, так как Опыты проводились с воздухом, температура которого изменялась незначительно. [c.60] Оказалось, что при выбранном методе вычисления диаметра и поверхности частиц материала степень щероховатости частиц и их форма мало влияют на величину коэффициента теплоотдачи. [c.60] Абсолютные значения коэффициентов теплоотдачи для частиц мелкозернистого материала в кипящем слое получаются сравнительно небольшими. Это объясняется тем, что относительная скорость обтекания частиц несущим потоком газа или жидкости при малом размере частиц невелика. Опыты показывают, кроме того, что движение частиц в кипящем слое совмещается с локальными потоками жидкости. При этом теплообмен между частицами и потоком несомненно ухудшается. [c.60] Низкие значения коэффициентов теплоотдачи в кипящем слое компенсируются большой удельной поверхностью частиц. В результате удельные тепловые потоки при нагревании или охлаждении частиц в кипящем слое все же достигают очень больших значений. [c.60] Интересные результаты по теплообмену между частицами и потоком газа в кипящем слое, полученные Розенталь, приводятся в работе А. В. Лыкова [46]. Опыты проводились с частицами желатины различной формы и различной влажности. Так же как и в опытах И. М. Федорова, при сушке желатины температуру частиц в процессе опыта можно было считать постоянной и равной температуре насыщения при данном парциальном давлении. [c.60] Вернуться к основной статье