Внешний теплообмен в псевдоожиженном слое при оптимальных энергетических затратах на его создание

• Автор: Красных, Владислав Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Газораспределительные устройства и их влияние на процесс псевдоожижения

1.2. Структурно-гидродинамические условия перехода неподвижного зернистого слоя в псевдоожиженное состояние у поверхности тела

1.3. Обтекание цилиндра вертикально погруженного в псевдоожи-женную среду

1.4. Порозность и скорость газа в пристенном слое

1.5. Внешний теплообмен в псевдоожиженном слое

1.6. Способы интенсификации процесса внешнего теплообмена

1.7. Основные выводы и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ РЕШЕТОК С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ВНЕШНЕГО ТЕПЛООБМЕНА И ОПТИМАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТАХ НА СОЗДАНИЕ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Результаты исследования
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СООТНОШЕНИЯ РАЗМЕРОВ АППАРАТА (ЕГО СЕЧЕНИЯ) И ПОМЕЩАЕМОГО В НЕГО ТЕЛА ПРИ СОХРАНЕНИИ ВЫСОКОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ВНЕШНЕГО ТЕПЛООБМЕНА И ОПТИМАЛЬНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТАХ
3.1. Экспериментальная установка
3.2. Результаты экспериментов по исследованию влияния размеров аппарата и погружаемого тела на внешний теплообмен в псевдоожиженном слое и энергетические затраты на его создание
4. КВАЗИКАПИЛЛЯРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ПСЕВДООЖИЖЕННЫХ СРЕДАХ
4.1. Предпосылки к задаче о возможности подъема и перемещении дисперсных потоков, используя полые цилиндрические трубки

4.2. Экспериментальная установка для исследования явления квазикапиллярности и методика определения высоты подъема
4.3. Построение модели подъема дисперсной среды в вертикальной трубке
4.4. Влияние числа псевдоожижения и формы частиц на высоту подъема дисперсного материала
4.5. Влияние глубины погружения трубки в псевдоожиженный слой и высоты насыпного слоя на высоту подъема дисперсного материала
4.6. Влияние относительного внутреннего диаметра трубки на высоту подъема дисперсного материала
4.7. Влияние толщины стенки трубки на высоту подъема дисперсного материала
4.8. Математическая модель эффекта квазикапиллярности
4.9. Обобщение экспериментальных результатов
5. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ВНЕШНЕГО ТЕПЛООБМЕНА ПУТЕМ НАПРАВЛЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТЬ ТЕЛА ГЕТЕРОГЕННЫХ СТРУЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ НА ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРОЦЕССА
5.1. Экспериментальная установка и методика исследования
5.2. Результаты исследования теплообмена между гетерогенными струями и поверхностью
5.3. Влияние гетерогенных струй на интенсивность внешнего теплообмена для тел, частично погруженных в псевдоожиженный слой
5.4. Влияние гетерогенных струй на интенсивность внешнего теплообмена для тел, плавающих в псевдоожиженном слое
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
АРреш - сопротивление решетки;
АРсл - сопротивление слоя;
Шф - скорость фильтрации (средняя по сечению незаполненного частицами аппарата);
ер - живое сечение перфорированной газораспределительной решетки;
У- число псевдоожижения; г„ - гидравлический радиус пор; е - порозность слоя;
с1ч - эквивалентный диаметр частиц слоя;
Е0 - средняя по объему неподвижного слоя порозность; а - средний по времени и по поверхности тела коэффициент теплоотдачи;
В - сторона поперечного сечения аппарата с псевдоожиженным слоем;
Но - высота насыпного слоя;
0 - тепловой поток (количество теплоты);
Рт - площадь поверхности тела, погруженного в псевдоожиженный слой;
Тс - средняя температура поверхности тела;
Гсл - средняя температура псевдоожиженного слоя;
О - диаметр погружаемого в псевдоожиженный слой тела;
Ь - длина погружаемого в псевдоожиженный слой тела; сс/Кр - скорость начала псевдоожижения;
Кт- коэффициент газораспределения;
И- мощность, потребляемая на прокачку ожижающего агента; г| - параметр эффективности;
8СТ - зазор между стенкой аппарата с псевдоожиженным слоем и поверхностью, размещенную в нем;
Р- площадь поперечного сечения аппарата;
£реш ~ коэффициент сопротивления газораспределительной решетки; рг - плотность газа;

Рис. 2.16. Зависимость коэффициента теплоотдачи а, Вт/(м2-К) от числа псевдоожижения IV для решеток с различным живым сечением. Материал частиц - корунд, с/ч = 0,51 мм:
1 - ф = 1,57%; 2 - ф = 6,28%; 3 - <р = 39,27%.
Анализируя данные, изображенные на рис. 2.14 - 2.16 и сопоставления их с рис. 2.7, следует, что закономерности влияния сопротивления решеток на интенсивность теплоотдачи сохраняются - интервалы живых сечений решеток, в которых коэффициенты теплоотдачи максимальны, остаются одинаковыми и при других скоростях псевдоожижения. Например, у корунда с й?ч = 0,13 мм (рис. 2.15) для решетки с ф = 3,53% (кривая 1) коэффициенты теплоотдачи, при всех IV, больше, чем для решетки с ф = 9,82% и ср = 39,27% (кривые 2 и 3, соответственно). Аналогично для псевдоожиженного слоя частиц корунда = 0,51 мм (рис. 2.16), создаваемого газораспределительной решеткой с ф = 1,57% (кривая 1) интенсивность теплоотдачи больше, чем на решетках с ф = 9,82% и ф = 39,27% (кривые 2 и 3). Для сферических частиц (стекло, с1ч = 0,68 мм) интенсивность теплообмена для слоя на решетках с ф = 1,53% и Ф = 9,82% при оптимальном №опт = 2,0 (число псевдоожижения, при котором а = атах) практически одинакова (рис. 2.7, кривая 1). Однако при IV < 1¥опт коэффициенты теплоотдачи выше для решеток с меньшим сопротивлением (кривые 1 и 2 на рис. 2.14).
Нужно отметить, что при режимах псевдоожижения меньше оптимального У < У0Пт, уменьшение интенсивности теплоотдачи происходит значительнее для решеток с большим живым сечением (меньшим сопротивлением).