Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Апреля 2013 в 19:02, контрольная работа
Поверхности нагрева, набираемые из отдельных труб, образуют пакеты, обтекаемые жидкостью или газом. Основными типами пакетов являются коридорный, шахматный (рис. 15.1) и пакеты с разрывами. Геометрически коридорные и шахматные пакеты однозначно определяются наружным диаметром цилиндров D, поперечным шагом и продольным s2. Так как передние трубы турбулизуют поток, то интенсивность теплоотдачи повышается от ряда к ряду по направлению течения теплоносителя.
В результате представляется разумной следующая модель кипящего слоя.Возникновение движения обусловлено гидродинамической неустойчивостью конфигурации покоя, возникающей при достижении критической скорости фильтрации. После возникновения движения решающую роль приобретает передача энергии от потока жидкости к слою частиц с помощью эффекта Магнуса. Этот эффект возникает вследствие вращения частиц, процессах соударений друг с другом и стенкой. Сила взаимодействия потока с вращающимися частицами при т > С может быть записана формулой:
Рисунок Рис. 15.19. Распределение плотностей в полидисперсном кипящем слое при различных скоростях потока (а), по высоте кипящего слоя (б) и по высоте кипящего слоя для зон малых плотностей (в)
Окончательное выражение для импульса имеет вид:
Формула
Здесь к — коэффициент восстановления для неупругого удара. Максимальное значение импульса имеет место при ф = 0,65 (рис. 15.18). Для устойчивости плотного слоя необходимо выполнение условия йрт!й{ 1— ф) С 0, что возможно при ф < 0,65.
Отсюда можно показать, что условием
существования плотного слоя
является неравенство
Рис. 15.20. Теплоотдача в кипящих слоях.
Как видно из рис. 15.20, в принятых координатах опытные данные имеют достаточно большой разброс, т. е. здесь еще далеко до однозначных результатов. Для оценок можно пользоваться формулой:
НЕОДНОРОДНОСТИ И
Здесь нет возможности сколь-либо подробно осветить эту важную технологическую проблему, и мы ограничимся только одним примером.
В неподвижных слоях возникают пристенный эффект и неоднородность плотности распределения частиц по слою. На рис. 15.21 приведены соответствующие данные для одного из реакторов по М. Э. Аэрову и О. М. Тодесу. Газораспределителем в данном случае служит перфорированная решетка.
В кипящем слое малой высоты поток жидкости (газа) может пробивать каналы, в результате чего значительная часть текучей среды проходит без взаимодействия с твердыми частицами.
Рисунок 15.21. Распределение локальной плотности р (а) и ее относительной пульсации б (б) по оси колонки для разных значений высоты неподвижного слоя ми
В слое возможно образование пузырей, т. е. пространства, практически не заполненного твердыми частицами.
Во вращающихся
Все эти эффекты влияют и на процессы теплообмена в слое.
Список литературы.
1.Антуфьев В. М., Белецкий Г. С. Теплоотдача и сопротивление трубчатых поверхностей в поперечном потоке. М., Машгиз, 1948.
2.Антуфьев В. М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева.' М.—Л., «Энергия», 1966.
3.Аэров М. Э., Тодес О. М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. Л., «Химия», 1968.
4.Берман Л. Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М., Госэнергоиздат, 1957.
5.Гольдштик М. А. Элементарная теория кипящего слоя.— «Журн. прикл. механ. и техн. физ.», 1972, № 6, с. 106.