Диффузионный перенос массы и теплоты в протяженном виброкипящем слое

• Автор: Сапожников, Георгий Борисович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 245 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО ВНУТРЕННЕМУ ПЕРЕНОСУ МАССЫ И ТЕПЛОТЫ В ПОДВИЖНЫХ СИСТЕМАХ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1Л. Диффузионный перенос массы в различных средах

1.2. Механизмы внутреннего переноса массы и теплоты в виброкипящем слое

1.3. Диффузия (перемешивание) в виброкипящем слое

1.4. Эффективная теплопроводность (температуропроводность) в виброкипящем слое

1.5. Методы исследования коэффициентов внутреннего переноса массы и теплоты в виброкипящем слое и других подвижных системах

1.6. Выводы и задачи исследования

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФУЗИОННОГО ПЕРЕНОСА МАССЫ В ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ
2.1.Выбор методики исследования и описание экспериментальной установки
2.2. Апробация методики исследования и обработки опытных данных.
2.3. Результаты исследования диффузионного переноса массы в виброкипящем слое и их анализ
2.4. Диффузионный перенос массы в заторможенном виброкипящем слое
2.5. Сравнение с опытными данными других исследователей
2.6. Статистическое моделирование процессов диффузии в виброкипящем слое
3. ДИФФУЗИОННЫЙ ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ В СУХОМ И УВЛАЖНЕННОМ ВИБРОКИПЯЩЕМ СЛОЕ
3.1. Методика исследования и описание экспериментальной установки
3.2. Проведение опытов и методика их обработки
3.3. Результаты исследования и их анализ
3.4. Влияние влажности на эффективную температуропроводность в виброкипящем слое
3.5. Сравнение с опытными данными других исследователей
4. АНАЛИЗ РАБОТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВИБРОАППАРАТОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
4.1. Горизонтальный виброаппарат типа «желоба» или «трубы»..
4.2. Вертикальный виброаппарат со спиральным лотком
4.3. Виброаппарат с коническими тарелками
4.4. Аппарат для охлаждения жидкого металла при его грануляции в виброкипящем слое
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ А - амплитуда вибрации, мм;
А5 - асимметрия;
а - коэффициент температуропроводности, м2/с;
авер - коэффициент температуропроводности в вертикальном направлении, м2/с;
агор - коэффициент температуропроводности в горизонтальном направле-

нии, м /с;
а - средний коэффициент температуропроводности, м2/с;
Ь - ширина лотка аппарата, мм;
С(0) - дифференциальная функция распределения времени пребывания (С-кривая);
С(0) - дифференциальная безразмерная С-кривая;
С, - концентрация /-того компонента;
Ст - максимум С-кривой отклика;
Д - коэффициент диффузии, продольный коэффициент диффузии, м/с; Дап - диаметр аппарата,мм;
- диаметр слоя, мм; б/ - средний размер частиц, мм;
Е- эксцесс;
Д(0) - интегральная кривая отклика;
До = а г/х0 - число Фурье;
/- частота вибрации, Гц;
/р - резонансная частота вибрации, Г ц;
% - ускорение силы тяжести, м/с';
Н - высота слоя, засыпки, мм;
- плотность потока массы, кг/м2 с;
К = А ^^f/g - относительное ускорение вибрации;

а1 а) Ре где «] - корень уравнения (§ ^ =
Для непроточных аппаратов определение параметров перемешивания обычно основывается на предположении о справедливости диффузионной модели (1.8). В этом случае для протяженного ограниченного канала можно использовать импульсный метод ввода трассера в определенном сечении аппарата, а для получения более надежных данных - распределенного на некотором участке мгновенного импульса. При этом введение меченых частиц, отличающихся от основного материала лишь цветом, позволяет найти продольный коэффициент диффузии, а применение тепловой метки - коэффициент температуропроводности аго р.
Метод основан на решении известной задачи нестационарной диффузии (теплопроводности) [57 - 59], для которой в случае полубесконечного канала и распределенного теплового импульса оно имеет вид:
&Л{егХ^к)-ег/(^к, (,.18)
2 л!4ат у]4ат
а с учетом тепловых потерь -
9=I[егД~ ег/(тё)]' ’ (1 Л9)
где хо - длина распределённого мгновенного теплового импульса, пг -опытный коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду.
Определение коэффициентов теплопроводности в виброаппаратах небольших размеров обычно основывается на применении стационарных методов, в частности, цилиндрической стенки (см. табл. 1.4, поз. 1 - 3).
Наряду с эмпирическими для изучения внутренних процессов переноса в виброкипящем слое используются и теоретические методы. Учитывая сложный, преимущественно вероятностный характер движения частиц в виброслое