Запечной контактный теплообменник вращающейся печи

• Автор: Шрубченко, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Состояние и направление развития контактных теплообменников.

1.1. Классификация контактных теплообменников с ограничительной решеткой.

1.1.1. Процессы, протекающие в контактных теплообменниках в системе «газ-твердые частицы».
1.1.2. Классификация контактных теплообменников с движущимся плотным продуваемым слоем в системе «газ-твердые частицы».
1.1.3. Основные направления развития контактных теплообменников в системе «газ-твердые частицы»

1.2. Конструкция конвейерной колосниковой решетки (“ЛЕПОЛЬ”)

1.3. Решение проблем увеличения долговечности деталей и узлов контактных теплообменников и интенсификации процессов на них
1.4. Анализ существующих методик расчета аэродинамических и тепломассообменных процессов в сложных трубопроводах

1.4. 1.Расчет сложных газопроводов с параллельным соединением

1.4. 2.Обзор методов определения коэффициентов тепломассообмена в зернистом слое
1.5. Цель и задачи исследования
1.6. Выводы
2. Теоретические основы определения конструкторско-технологических
параметров запечного теплообменника
2.1. Математическое моделирование аэродинамических процессов, протекающих на конвейерной колосниковой решетке
2.1.1. Математическая модель аэродинамики запечного теплообменника оснащенного конвейерной колосниковой решеткой
2.1.2. Гидравлическое сопротивление слоя сырьевой смеси
2.1.3. Гидравлическое сопротивление перегородок и задвижек
2.1.4. Полное гидравлическое сопротивление запечного теплообменника

2.1.5. Проверка адекватности математической модели аэродинамических
процессов
2.2. Математическое моделирование тепломассообменных процессов, 51 протекающих в запечном теплообменнике
2.2.1 Математическая модель нагрева материала на конвейерной
колосниковой решетке
2.2.2. Математическая модель испарения влаги из материала с падающей 58 скоростью и декарбонизацией
2.2.3. Математическая модель процессов тепломассообмена при 63 испарении влаги и декарбонизации
2.2.4. Математическая модель потери тепла в окружающее пространство
2.2.5. Оценка тепломассообмена при движении газа под перегородками
2.2.6. Обсуждение результатов
2.3. Выводы
* 3. Методика проведения исследований, характеристика
экспериментальной установки
3.1. План экспериментальных исследований
3.1.1. Определение количества повторных опытов 7
3.1.2. Проверка гипотезы о воспроизводимости опытов
3.1.3. Расчет коэффициентов уравнений регрессии 7
3.1.4. Проверка адекватности уравнений регрессии
3.1.5. Переход от кодированных переменных к физическим переменным
3.1.6. Методики экспериментальных исследований
3.1.7. Методика измерений регулируемых параметров
3.2. Стендовая установка для проведения экспериментальных 82 исследований и ее характеристика
3.3. Выводы
4. Исследование влияния конструктивно-технологических параметров
работы запечного контактного теплообменника оснащенного конвейерной колосниковой решеткой
4.1. Исследование процессов сушки материала на экспериментальной установке
4.1.1. Исследование процессов сушки материала на экспериментальной 99 стендовой установке с периодическим изменением направления просасьгвания горячих газов
4.1.2. Исследование процессов сушки материала на экспериментальной 93 стендовой установке с использованием эффекта наложения воздействия электрического ПОЛЯ
4.1.3. Исследование процессов сушки материала на экспериментальной 95 стендовой установке при совместном использовании эффекта прямого и обратного прососа газов и воздействий электрического поля
4.2. Исследование влияния основных параметров на эффективность 95 процесса сушки и частичной декарбонизации в запечном теплообменнике
4.2.1. Экспериментальные исследования воздействий варьируемых 95 факторов на величину степени декарбонизации материала в запечном теплообменнике
4.2.2. Экспериментальные исследование воздействий варьируемых Ю2 факторов на величину влажности материала в запечном теплообменнике
4.3.Оптимизация уровней факторов конструктивно-технологических юб параметров запечного теплообменника
4.4. Выводы
5. Инженерная методика [ I [
5.1. Инженерная методика теплового расчета запечного контактного ш теплообменника
5.1.1. Материальный баланс запечного теплообменника
5.1.2. Тепловой баланс запечного теплообменника
5.1.3. Полезный расход тепла и КПД кальцинатора
У/'В,>60 погрешность расчета температур в слое без учета внутреннего термического сопротивления зерен не превышает 2%.
2. Решение задачи теплопереноса в зернистом слое при периодическом (синусоидальном) изменении температуры газа на выходе даны в работах [66-71]. Часто принимаются те же упрощающие предположения, что и при решении задачи прогрева слоя. Отношение амплитуды температурных колебаний газа на входе и выходе можно в этом случае представить в кретериальном виде:
где: Y и Т[ определяют по формулам (1.13.) и (1.15.); со - угловая частота колебаний температуры, радиан/с.
По формуле (1.18.) можно определить Y и Nu-, на основе измерений амплитуд температур газа на входе и выходе из слоя.
При малых числах Рейнольдса влиянием продольной теплопроводности в зернистом слое пренебречь нельзя. В работе [72] получено решение с учетом величины Xi, которое можно представить в кретериальном виде:
Второе слагаемое в этой формуле учитывает вклад продольной теплопроводности в размытее тепловой волны, проходящей через зернистый слой. Введя фиктивную величину Ут, учитывающую этот вклад в соответствии с формулой (1.18 ), получаем отношение истинного значения критерия У по формуле (1.13.) к значению Ут:
Отношение истинного значения У к значению YKp, полученного без учета 7ц, можно найти, исходя из формулы (1.18.): оно полностью совпадает с формулой (1.17.), график которой построен на рисунке 1.6.. Из него следует, что при 12,.., = 40 влияние теплообмена в слое и продольного теплопереноса на уменьшение амплитуды температурных колебаний соизмеримы, а при Яеэ <
(1.23.)
1п(а/В) = ( (coii)2 /У) + (©в)2« >ч /л.г )/( R^Pf ))(бэ/(йЬ)
(1.24.)
(1.25.)