Гидродинамика и тепломассообмен моно- и полидисперсного материала, псевдоожиженного в поле центробежных сил

• Автор: Камара, Тиалис
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 164 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ Стр.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯШ ВОПРОСА О ПСЕВДООЖИЖЕНИИ

В ПОЛЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ.

1.1. Вращающийся псевдоожиженный слой получение

и устойчивость .

1.2. Теплообмен в центробежном псевдоожиженном слое

1.3. Массообмен в центробежном слое.

1.3.1. Массообмен в недеформируемых дисперсных

средах.
1.3.2. Процессы переноса в центробежных псевдоожиженных слоях
1.4. Аппараты с центробежным псевдоожиженным слоем.
1.5. Выводы и задачи исследования.
2. ПЩОДИНАМИКА ЦЕНТРОБЕЗШОГО ПСЕВДОШИЖЕННОГО СЛОЯ
2.1. Описание экспериментальной установки и методика эксперимента
2.2. Перепад давления через центробежный слой
материала
2.3. Скорости начала и полного псевдоожижения в поле центробежных сил
2.4. Унос материала из центробежного аппарата.
3. МАССООБМЕН В ЦЕНТРОБЕЖНОМ ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ.
3.1. Методика измерения влажности ожижающего газа.
3.1.1. Методы измерения влажности газов.
3.1.2. Математическая модель мокрого термометра психрометрического датчика.
3.1.3. Экспериментальная установка для измерения
влажности газа
3.2. Схема установки для экспериментального исследования массообмена.
3.3. Механический унос жидкости из центробежного слоя дисперсной засыпки.
3.4. Массообмен между частицами и фильтрующим газом
4. ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ
СЛОЕМ И ПОВЕРХНОСТЬЮ
4.1. Методика исследования теплообмена.
4.2. Влияние центробежного поля на коэффициент теплообмена слоя с поверхностью
4.3. Оптимальная скорость фильтрации ожижающего газа
4.4. Анализ обобщенных опытных данных
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Целью данной работы является изучение гидродинамики и тепломассообмена центробежного псевдоожиженного слоя материалов широкого гранулометрического состава при вариации интенсивности поля центробежных сил, исследование процессов уноса и устойчивости центробежного псевдоожиженного слоя. В результате проведенного в данной работе экспериментального исследования гидродинамики центробежного слоя установлена зависимость характера перехода слоя в псевдоожиженное состояние от ориентации оси вращения и величины центробежного ускорения, а также от гранулометрического состава, определены пределы устойчивости слоя. Исследование массопереноса в слое показало значительную интенсификацию процесса как за счет механического удаления жидкости, так и за счет роста коэффициентов межфазного массообмена. Работа выполнена в рамках темы $ , Энергия , "Исследование тепломассопереноса и гидродинамики в псевдоожиженном слое при атмосферном и повышенных давлениях применительно к сжиганию и другим технологическим процессам переработки твердого топлива” . Основные результаты работы докладывались и получили одобрение на конференции молодых ученых Института тепло- и массообмена им, А. В.Лыкова АН БССР (Минск, ), на Всесоюзной конференции "Тепломассообмен УН" (Минск, ), на 2-х конференциях профессорско-преподавательского состава Белорусского политехнического института (Минск, , ). Основное содержание диссертационной работы отражено в статьях [, , , , ]. Диссертация содержит 2 страницы машинописного текста, в том числе таблиц и рисунков. Вращащиеся слои зернистых материалов, подвергаемых различной технологической обработке (вращащиеся печи для получения цемента, вращащиеся сушилки и др) получили широкое распространение в промышленности благодаря интенсификации проводимых процессов за счет чисто механического перемешивания материала. Синтез вращающегося слоя с псевдоожиженным привел к созданию центробежных псевдоожиженных систем, которые стали проникать в химическую технологию [I] , в энергетику: сжигание угля во вращающихся топках [2] , в ядерную энергетику [з] как вариант псевдоожижения ядерного топлива в ракетных двигателях . Открывающиеся в результате такого синтеза возможности требуют детального исследования, разработки рекомендаций, необходимых для успешного и широкого их использования. Фильтрация газа либо жидкости через вращающийся слой зернистого материала в особых условиях может привести к образованию вращающегося псевдоожиженного слоя. Техническая реализация этих условий рассмотрена в работе [4] . Центробежное ускорение создается при вращении вокруг оси симметрии полого кругового цилиндра, на внутренней поверхности которого расположен кольцевой слой сыпучего материала. Подача газа в слой осуществляется через пористую цилиндрическую поверхность, непроницаемую для частиц твердой фазы. Псевдоо-жиженное состояние возникает при равенстве нулю нормальных и касательных напряжений В инфильтруемом сыпучем теле > т. Следует отметить ряд ограничений, которые налагаются условиями (1. Очевидно, что в данной математической формулировке условий равновесия не учитывается влияние сил тяжести, причем это влияние может проявляться двояким образом: в зависимости от ориентации оси вращения. В случае горизонтальной ориентации, как это имеет место в работе [5] , влиянием сил тяжести можно пренебречь лишь при условии, что центробежное ускорение значительно больше ускорения силы тяжести, т. При вертикальной ориентации оси вращения псевдоожиженный слой в виде кольцевого слоя, образуемого на боковой поверхности вращающегося цилиндра, может возникнуть лишь при следующих условиях. СТ. Анализу устойчивости центробежного псевдоожижения посвящена работа [б] , в которой рассмотрено влияние местных неоднородностей на однородность псевдоожижения. Подставляя в (1. Г0] радиус К2 » равный внутреннему радиусу вращающегося цилиндра, в котором находится псевдоокиженный слой, получим уравнение для определения расхода газа, при котором слой полностью псевдоожижен. При наличии в слое центрально-симметричных неоднородностей может образоваться разрыв внутри слоя, те. Чо*^) • (1.