Аэродинамика быстрого кипящего слоя мелкодисперсного материала и его теплообмен с поверхностью трубы

• Автор: Сапун, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 197 c. : ил

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯЫ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1. Аэродинамика режимов движения двухкомпонентных систем и организация режима быстрого кипящего слоя мелкодисперсного материала
1.2. Обзор работ по теоретическому анализу теплообмена двухкомпонентных потоков с поверхностью канала .
1.3. Обзор работ по экспериментальному исследованию теплообмена двухкомпонентных потоков со стенкой канала .

1.4. Цели и задачи исследования

2. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И АЭРОДИНАМИКИ БЫСТРОГО КИПЯЩЕГО

СЛОЯ МЕЛКОДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА

2.1. Описание экспериментальной установки .

2.2. Структура быстрого кипящего слоя и скорость начала режима быстрого псевдоокияения .

2.3. Явление завала при пневмотранспорте мелкодисперсного материала .

2.4. Агрегация мелкодисперсных частиц в быстром кипящем слое .

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООЕЛЕНА БЫСТРОГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ
МЕЛКОДИСПЕРСНОГО МАТЕРИАЛА.
3.1. Экспериментальное исследование теплообмена в быстром кипящем слое с помощью датчиков теплового потока .
3.2. Экспериментальная установка для исследования теп
Стр.
лообмена быстрого кипящего слоя с поверхностью трубы.
3.3. Методика проведения исследований .
4. ОБРАБОТКА ЭКСПЕРЖШТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ТЕПЛООШЕЕУ БЫСТ
Р КИПЯЩЕГО СЛОЯ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ТРУБЫ.
4.1. Определение коэффициентов уравнения регрессии
4.2. Статистическая обработка результатов эксперимента
4.3. Преобразование уравнений регрессии .
4.4. Построение двумерных сечений исследуемых поверхностей отклика .
4.5. Анализ полученных результатов
5. ОБОБЩЕНИЕ ЗКСПЕРШЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ТЕПЛООБМЕНУ НЕСТРОГО КИПЯЩЕГО СЛОЯ 1ШК0ДИСПЕРСН0Г0 МАТЕРИАЛА С ПОВЕРХНОСТЬЮ ТРУШ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
РАБОТЫ.
5.1. Обобщение опытных данных по теплообмену быстрого кипящего слоя с поверхностью трубы .
5.2. Механизм теплообмена быстрого кипящего слоя с поверхностью трубы и анализ обобщающих зависимостей
5.3. Сравнение экспериментальных данных по теплообмену быстрого кипящего слоя с данными других авторов по теплообмену высококонцентрированных двухкомпонентных потоков и кипящих слоев .
5.4. Практическое использование результатов работы .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


I, однородное псевдоожижение П, пузырьковое псевдоонижение Ш, турбулентный слой 1У и быстрый кипящий слой У. Заштрихованная область рис. Переход от плотного слоя I к однородному псевдоожижению П наступает при определенной скорости, называемой критической 1кр. Под однородным понимают псевдоожиженный слой с равномерным распределением частиц по высоте и резко очерченной верхней границей. Теоретически частицы в таком слое можно считать неподвижными, полагая, что среда фильтруется между ними с постоянной по времени и координатам скоростью. Рис. Диаграмма режимов псевдоошшения 6
Порозность однородного слоя связана со скоростью псевдоожижения эмпирической интерполяционной формулой, предложенной Тодесом О. М. с сотрудниками ДО
Не . Ре , 1. I, что практически соответствует одиночной частице, трансформируется в интерполяционную формулу для скорости свободного витания одиночной частицы, предложенную теми же авторами
Ре. Практически, под однородным принято понимать псевдоожиженный слой, в котором масштаб флуктуаций плотности достаточно мал, то есть в котором отсутствуют явно видимые объемы, свободные от частиц 9. Достаточно однородный слой можно наблюдать либо при псевдоожижении жидкостью, плотность которой не очень отличается от плотности частиц, либо при ожижении газом при небольших числах псевдоожижения Л ЦУр М 2. С увеличением скорости газа слой становится неоднородным. Отличительной особенностью пузырькового кипящего слоя является наличие самопроизвольно зарождающихся газовых пузырей, поднимающихся в сплошной массе частиц. Частицы в таком слое находятся в состоянии минимального псевдоожижения, а весь газ сверх необходимого для минимального псевдоожижения поднимается в виде пузырей. Это предположение соответствует так называемой двухфаз
ной модели псевдоожижения, которая достаточно полно описана Куни и Левиншпилем в монографии II. В этой модели не учитывается основная особенность развития пузырей в неоднородном кипящем слое непрерывное увеличение их размеров по мере подъема, которое происходит не только за счет слияния пузырей коалесценции. Вопрос о переходе пузырькового слоя в турбулентный рассмотрен в , . Дойчев К. Г. считает, что при развитом пузырьковом псевдоожижении объем газа, проходящий с пузырями, превышает их собственный объем. Он вводит понятие скорости избыточного флюида которая больше скорости подъема одиночного пузыря на величину скорости фильтрующегося через пузырь газа из псевдосплошной среды и считает, что при скорости избыточного флюида меньшей, чем скорость витания частиц Щ, наступает докритичес кий режим псевдоожижения, характеризующийся мелкомасштабным перемешиванием, локализованным в отдельных зонах около рассосредоточенных в объеме пузырей, то есть это режим пузырькового псевдоожижения. При скорости избыточного флюида большей, чем скорость витания частиц 0, наступает надкритический режим, характеризующийся крупномасштабным перемешиванием под действием циркуляционных потоков, охватывающих весь объем слоя, то есть турбулентных режим псевдоожижения. Дойчев К. Г. считает, что разрушение пузырей и переход к турбулентному режиму псевдоожшхения происходит при скорости избыточного флюида численно равной скорости витания частиц. В этом случае характеристики переноса коэффициент теплоотдачи от слоя к погруженной поверхности, коэффициент эффективной теплопроводности слоя и т. В работе Дж. Ерушалми и Н. Т.Канкурт связывают переход от пузырькового режима псевдоожшхения к турбулентному как с колебаниями динамического давления в любой точке слоя, так и с коле
баниями давления по высоте слоя. При скорости ожижакхцего агента 1 колебания давления достигают максимального значения и это
означает начало пузырькового барботирующего режима псевдоожижения. При скорости эти колебания начинают уменьшаться и это означает начало турбулентного режима псевдоожижения. Гельдарта 8, т. Максимальный средневзвешенный диаметр был у кварцевого песта т 8 мкм, минимальный у диталита 5. На рис. КОТОрые бЛИЗХСИ К ПрЯМЫМ. Рис. Скорости перехода от неподвижного слоя к пузырьковому 4 и от пузырькового к турбулентному 4.