Экспериментательное исследование влияния неравномерного распределения компонентов на теплообмен в противоточной газовзвеси

• Автор: Тимофеев, Юрий Борисович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 255 c. : ил

содержание мелкодисперсной пыли в газах,

I Доклад Председателя Совета Министров СССР товарища

Н.А.Тихонова ХХУ1 съезду Коммунистической партии Советского Союза I.

достигающее в некоторых случаях 0,2 кгм3, практически исключают использование трубчатых металлических теплообменников 9 .
С учетом этих обстоятельств представляется весьма целесообразным применение регенеративных теплообменников с промежуточным дисперсным теплоносителем типа газовзвесь, основ ными преимуществами которых являются высокая интенсивность теплообмена, незначительные потери давления в газовом конту ре, самоочищающаяся поверхность нагрева, возможность исполь зования химически стойких неметаллических материалов .

Актуальность

Согласно [] влияниеуЗ начинает проявляться с определённых значений концентрации частиц, когда увеличивается неравномерность обтекания их газом, снижается турбулентность потока под воздействием собственной массы частиц, либо при попадании одних частиц в тепловой след других. Объяснение влияния стеснённости на межкомпонентный теплообмен неточностью в определении 1? З <0, и изменение скорости витания частиц лежит в пределах погрешности её определения. Иет= * 0. МиЭ1р= 6,1- Кет уб (2. Выражение (2. Ранее в работе [] также было установлено падение интенсивности межкомпонентного теплообмена при увеличении концентрации частиц в потоке. Физическую природу снижения общего коэффициента теплоотдачи авторы объясняют увеличением относительного количества частиц, попадающих на траекторию предыдущих и поэтому в меньшей степени омываемых воздухом. Выражение (2. Яег= 4,6 + 0; уЬ. Э = 3, + 7,7. З . Таким образом, анализ экспериментальных данных, приведённых в работах [, , ] показал, что при определённых условиях увеличение концентрации частиц само по себе не является причиной снижения интенсивности теплообмена, по крайней мере в диапазоне уЗ = (0, - 2,5)*-3. Интерес к изучению процессов межкомпонентного теплообмена при высоких концентрациях объясняется тем, что, несмотря на отмеченное большинством исследователей снижение эффективного коэффициента теплоотдачи, растёт общее количество передаваемого тепла. Существенного увеличения концентрации материала при противотоке можно добиться, в основном, за счёт механического торможения частиц, но при этом ухудшается равномерность распределения компонентов. В работе [] приведённые данные были получены на полупромышленном воздухоподогревателе, в качестве насадки использовался кварцевый песок с О т = 0, * 0, мм. С целью увеличения времени пребывания частиц в одну из теплообменных камер была установлена спиральная сетчатая вставка. Ми Эф = 0,6уз 0,4 (2. З = (0, + 2) -1СГ3. Согласно имеющимся данным по теплообмену в свободной газовзвеси верхний предел независимости межкомпонентного теплообмена от концентрации материала в настоящее время не установлен. В работе [] приводится аналитический расчёт возможного снижения (за счётуЗ ) интенсивности межкомпонентного теплообмена, которое можно ожидать только при рт-,п > 0,2. Особый интерес представляют работы, связанные с исследованиями локальных характеристик потоков газовзвеси [, , , ]. В [] автор методом математического моделирования с помощью известных зависимостей для определения времени и длины разгона твёрдых частиц, приведённых в [] , а также зависимостей для определения конечных температур теплоносителей для противотока [] , составил модель теплообменной камеры с каскадно расположенными сетчатыми вставками при ряде допущений. Полагалось, что аэродинамическое взаимодействие частиц и газа, а также влияние размера отверстия сетки на проход частиц отсутствуют. Рж , а вероятность отскока -коэффициенту препятствия {-/ж. Л$), (2. О - сложная функция режимных и геометрических факторов. При 3-Ю"5<уЗ < 0,-Ю-3 С = I, при 0,•_3<уЗ< 2-Ю-3 С = Ю3уЗ , при 2*-3<уЗ < 3 С = 8,7*_3 . Экспериментальное подтверждение зависимости (2. В заключение следует отметить, что, как правило, исследования процессов межкомпонентного теплообмена проводились без учёта влияния неравномерности распределения теплоносителей, вследствие чего возникло множество рекомендаций и расчётных зависимостей, справедливых только в конкретных условиях проведения экспериментов. Экспериментальные исследования процессов тепло- и массо-переноса в газовзвеси связаны с измерениями физических величин, отражавших свойства и структуру дисперсного потока. Такими величинами являются значения скоростей и температур компонентов, концентрация дисперсного материала. Достижения последних лет, в частности, развитие волоконной оптики, создание ноеых пьезокерамических материалов, миниатюрных светочувствительных элементов и источников света позволяют изготовлять достаточно миниатюрные датчики для измерений локальных характеристик потока [, , ] .