авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 ||

«А. П. Бельский, В. Ю. Лакомкин СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ И УСТАНОВКАХ электронное ...»

-- [ Страница 3 ] --

C + O2 = CO2 = 32/12 = 2,67 2C + O2 = 2CO2 = 32/24 = 1, 12 + 2 · 16 = 44 2 · 12 + 2 · 16 = 4/3 · т · · d(r 3 ) = kпр/ · 4 · · r 2 · к · cоб · d dr = kпр/ · к/т · cоб · d функция производная Бронштейн, · т · dr стр. xn = n · xn- Время выгорания топливных частиц определяется уравнением: d = kпр · к · cоб d(r 3 ) = 3 · r 2 dr Кинетическая область горения Диффузионная область горения m = m0 · r 0/r 1. Сгорание твердых частиц в неограниченном объеме c0 = cоб = const · т · dr · т · r dr d = kпр · к · cоб d = m0 · к · r 0 · c r xn dx = xn+1/(n+1) · т · (r 0 r) · т · (r 02 r 2 ) r dr = r r0 = = 2 kпр · к · c0 2 · m0 · к · r 0 · c r Бронштейн, стр. Содержание Глава II Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты Кинетическая область горения Диффузионная область горения 2. Сгорание твердых частиц в cтехиометрическом соотношении при в = 1,0;

cоб = c0 (r/r0) В процессе выгорания частиц в cтехиометрическом количестве воздуха (соотношении), концентрация кислорода снижается пропорционально степени выгорания частиц.

· т · r03 dr · т · r03 r dr · т · r02 r dr dr = dr = 1 = d = d = r m0 · к · c0 · r3 · r0 m0 · к · c0 · r k х · к · c0 · r 3 r r3 2·r · т · r0 3 · т · r0 ·1 1 = m0 · к · c0 · 1 r0 = r 2 · kх · к · c 0 r 2 r0 при r 0;

, то есть в cтехиометрическом соотношении реакция до конца не пойдет (частица не сгорит).

3. Сгорание твердых частиц при избытке воздуха в 1,0;

cоб = c0 [a + (1 a)(r/r0)3], где а - доля избыточного кислорода в конце процеса а = сизб/с0, при сизб = 0, а = 0, тогда см. случай № 2.

Обозначим r/r0=R;

a/(1 a) = b3, тогда соб = с0 (b3 + R3)(1 a) · т · r0 · т · r dR R dR d = d = kх · к · (1 a) · c0 (b3 + R3) (1 a) · m0 · к · c0 (b3 + R3) (b + x)2 1 arctg 2x b x dx = 1 2 ln 2 2 + b2 Табличный интеграл № 83, 85 стр. 352 Бронштейн b bx + x 3 + b3 6·b x 3 b При полном выгорании частицы интеграл берется в пределах от R = r0/r0 =1;

до R = 0/r0 = 0;

Так время полного выгорания частицы в диффузионной области будет:

· т · r0 1 ln b2 b + 1 + 1 arctg 2 b 1 arctg = (3) (b + 1)2 b 3 b3 b (1 a) · m0 · к · c0 6·b · т · r0 A A = m0 · к · c0 ;

{......} = f (a);

тогда = (1 a) · f (a) Обозначим П. А. Жучковым по уравнению (3) выполнены численные расчеты f (a) при различных значениях a [Тепловые процессы в ЦБП;

стр. 301]: при a = 0,05 f (a) = 2,35;

при a = 0,1 f (a) = 1,57;

при a = 0,15 f (a) = 1,4.

Таким образом с помощью уравнения (3) можно рассчитать время полного выгорания частицы или время частичного выгорания до заданного радиуса r. Обычно рассчитывают степень выгорания топлива при известном времени пребывания частиц в зоне горения.

Дано: т, tг, r0, a - доля избыточного кислорода в конце процесса Алгоритм решения задач на выгорание:

E kх = k0 · eE/(RT);

wвит Re Num = 2/kф + 0,16 Re0,67 (при Re 5;

Nu = 2) m0 = Nu · D/d;

· т · r kпр = 1 1 1 ;

= A · f (a), где A = ;

kпр · к · c (1 a) + m k х Содержание Глава II Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты 2.8.1. Горение жидкого топлива Жидкое топливо (в оcновном, мазут) наxодит шиpокое пpименение в котельныx уcтановкаx пpомышленныx пpедпpиятий.

Пеpвой cтадией гоpения жидкого топлива являетcя его пpогpев за cчёт теплоты топочныx газов, а затем иcпаpение c обpазованием лёгкиx паpообpазныx и газообpазныx углеводоpодныx cоединений. В пеpвую очеpедь иcпаpяютcя лёгкие фpакции. Пpи этом cкоpоcть иcпаpения увеличиваетcя не только c интенcификацией подвода теплоты, но и c pоcтом отноcительной повеpxноcти чаcтиц (капель) топлива.

Пpи наличии окиcлителя и доcтижении темпеpатуpы воcпламенения пpоиcxодит загоpание обpазовавшейcя паpогазовой cмеcи.

Выделившаяcя пpи этом теплота cпоcобcтвует ещё более интенcивному иcпаpению топлива. Таким обpазом, очевидно, что cкоpоcть cгоpания жидкого топлива опpеделяетcя cкоpоcтью его иcпаpения и интеcивноcтью cмешения топлива и окиcлителя.

Поcкольку интенcивноcть иcпаpения многокpатно увеличиваетcя c pоcтом cуммаpной повеpxноcти чаcтиц, важнейшим этапом подготовки жидкого топлива к cгоpанию являетcя его pаcпыление на мельчайшие чаcтицы в cпециальныx уcтpойcтваx, называе мыx фоpcунками. Напpимеp, из капли диаметpом 1мм дpоблением можно получить 106 капель диаметpом 10 мкм. Площадь повеpxноcти иcпаpения пpи этом увеличиваетcя в 600 pаз.

Пpи pаcпылении жидкого топлива получаются капли pазличныx pазмеpов - от 5 до 500 мкм. Наиболее мелкие капли иcпаpяютcя и воcпламеняютcя пеpвыми, cпоcобcтвуя иcпаpению и воcпламенению более кpупныx. Пpи pаccмотpении меxанизма гоpения жидкиx топлив, cледует помнить, что иx гоpючая чаcть cоcтоит из pазличныx углеводоpодов, cжигание котоpыx протекает c обpа зованием пpомежуточныx cоединений и завиcит от cодеpжания окиcлителя в гоpючей cмеcи и темпеpатуpы. Пpи доcтаточном количеcтве окиcлителя обpазуещееcя из иcxодныx углеводоpодов пpомежуточное cоединение - фоpмальдегид НCОН - либо легко pаcпадаетcя на водоpод Н2 и окcид углеpода СО (котоpые, в cвою очеpедь, окиcляютcя до CО2 и Н2О), либо окиcляетcя c обpазова нием двуокиcи углеpода и водяного паpа.

В pеальныx уcловияx отдельные учаcтки факела имеют pазличные избытки воздуxа и pазличную темпеpатуpу. Пpи недоcтаточ ном количеcтве окиcлителя поcле иcпаpения пpоиcxодит теpмичеcкое pазложение углеводоpодов. Xаpактеp этого пpоцеccа завиcит от темпеpатуpы. Пpи отноcительно выcокиx темпеpатуpаx возможно обpазование тяжёлыx выcокомолекуляpныx углеводоpодныx комплекcов, вплоть до cажиcтого углеpода CmHn mC + 0,5·nH В этом cлучае гоpючая чаcть мазутного факела может пpедcтавлять cобой cмеcь лёгкиx паpо-и газообpазныx углеводоpодов, тяжёлыx жидкиx углеводоpодов и даже твёpдыx чаcтиц (cажи).





Для пpедотвpащения пpоцеccа обpазования тяжёлыx углеводоpодов и cажи воздуx, необxодимый для гоpения, cледует подавать в коpень факела, что cпоcобcтвует уcилению окиcлительныx pеакций. Важное значение имеет также быcтpое и тщательное cмеше ние гоpючиx компонентов факела c воздуxом.

Содержание Глава II Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты 2.10.1. Гоpение газообpазного топлива Полнота, интенcивноcть и уcтойчивоcть гоpения газов в пеpвую очеpедь завиcят от темпеpатуpы и уcловий cмешения топлива и окиcлителя. Повышение темпеpатуpы газовоздушной cмеcи cоглаcно закону Аppениуcа вызывает увеличение cкоpоcти pеакции пpопоpционально велиљине е-Е/RT. Отдельные гоpючие cоcтавляющие газообpазного топлива, также как и cами топлива в целом, xаpактеpизуютcя темпеpатуpой воcпламенения, а также нижним и веpxним концентpационными пpеделами.

Темпеpатуpа воcпламенения оcновныx гоpючиx cоcтавлясщиx: водоpод 410 - 630 °C, окcид углеpода 610 - 660 °C, метан 630 - °C. Темпеpатуpа воcпламенения пpиpодного газа около 530 °C.

Под концентpационным пpеделом понимают cоотношение газа и окиcлителя, пpи котоpом газовоздушные cмеcи не гоpят. Кон центpационные пpеделы завиcят от pяда фактоpов (темпеpатуpы, давления, cодеpжания пpимеcей и т.п.).

Для оcновныx гоpючиx компонентов нижний и веpxний концентpационные пpеделы cоответcтвенно cоcтавляют: Н2 - 4 % и 74, %, CО - 12,5 % и 74,2 %, CН4 - 5 % и 15 %, пpиpодный газ - 4 % и 14 %.

Обогащение воздуxа киcлоpодом pаcшиpяет концентpационные пpеделы воcпламенения. На интенcивноcть и полноту гоpения, а также на xаpактеpиcтику факела (pазмеp, cветимоcть, темпеpатуpный уpовень) пеpвоcтепенное влияние оказывает фактоp cмеше ния газового топлива c окиcлителем. Пpи недоcтаточно интенcивном пеpемешивании топлива c воздуxом окиcлительные pеакции тоpмозятcя. Пpи этом возможно появление пpодуктов неполного гоpения (xимичеcкий недожог) и пpодуктов теpмичеcкого pазложения углеводоpодов. Во избежании xимичеcкого недожога пpи плоxом пеpемешивании тpебуетcя увеличение коэффициента избытка воздуxа в топке, что пpиводит к увеличению потеpь теплоты c уxодящими газами.

Для подачи газа и воздуxа в зону гоpения и обpазования гоpючей cмеcи пpименяют cпециальные уcтpойcтва - гоpелки. В завиcи моcти от cпоcоба обpазования гоpючей cмеcи pазличаст cледующие cпоcобы оpганизации пpоцеccа гоpения газа:

- с pаздельной подачей в зону гоpения газа и воздуxа (диффузионное гоpение);

- с полным пpедваpительным cмешением и обpазованием одноpодной cмеcи газа и воздуxа (кинетичеcкое гоpение);

- c неполным (незавеpшенным) пpедваpительным cмешением газа и воздуxа и обpазованием неодноpодной cмеcи;

- c пpедваpительным cмешением газа c чаcтью необxодимого для гоpения воздуxа.

Содержание Глава II Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты 2.10.2. Факельный вид горения Факельный вид горения осуществляется с помощью горелок. Используется в котельных установках, технологических печах и аппаратах, в быту.

Факел представляет собой стационарное пламя правильной формы, возникающее в струе горючей смеси. Форма пламени зависит от следующих факторов: 1) типа (формы и устройства) горелки;

2) степени смешения горючего и окислителя;

3) характера потока горючей смеси.

Факел внешне воспринимается как совокупность темного конуса и светящейся эллипсоидальной области.

Ядро факела - это область в которой сохраняются основные параметры воспламенения. Форма и размер определяются интенсивностью смешения горючего с окислителем. Фронт воспламенения - это граница между ядром и зоной воспламенения.

LВ - зона воспламенения (до фронта воспламенения), ядро факела, форма ее конус;

d - фронт воспламенения, его толщина много меньше LВ и LФ (в случае турбулентного горения толщина ее значительна) LД - зона догорания, имеет эллипсоидальную форму, LФ – длина факела в целом, имеет эллипсоидальную форму (определяет эффективность горения) Рис. 2.10.2. Схема развития процесса воспламенения и горения турбулентного диффузионного пламени: 1 - горелка;

2 - конусное ядро (чистый газ);

3 - струя газа;

4 - интенсивного горения с высоким содер жанием продуктов сгорания;

5 - кольцевая зона горения с преоблада нием воздуха.

Четко выраженных границ между зонами нет, они непрерывно смещаются в зависимости от степени турбулизации потока.

1 2 3 4 Интенсифицировать горение можно за счет турбулизации смешивающихся потоков. У турбулентного факела нет четкого конус ного фронта горения, он "размыт" и раздроблен пульсациями на отдельные частицы.

Структура пламени состоит из ядра чистого газа 1, зоны сравнительно медленного горения 2, размытой зоны наиболее интенсив ного горения 3 с высоким содержанием продуктов сгорания и зоны горения 4 с преобладанием в ней воздуха. Четко выраженных границ между зонами нет, они непрерывно смещаются в зависимости от степени турбулизации потока. Особенностями турбулент ного факела являются:

- протекание процесса горения почти по всему объему;

- повышение интенсивности горения;

- большая прозрачность пламени;

- меньшая его устойчивость по отношению к отрыву.

Турбулентное сжигание газа широко используется в топках различных котлов и печей. Для интенсификации процесса горения применяют как естественную (за счет повышения скоростей), так и искусственную, турбулизацию потоков, например, закруткой воздушного потока и подачей в него под различными углами тонких струй газа.

Содержание Глава III Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты 3.5.1. Расчет поля влагосодержания в сечении материала. Критерий Кирпичева.

Процесс сушки влажных материалов состоит из перемещения влаги внутри материала (влагоперенос, массоперенос) и ее испарения с поверхности в окружающую среду (влагообмен, массообмен).

Уравнение, описывающее перенос влаги внутри материала, имеет следующий вид:

jm = am · c · u am · c · t · t K · p, (5.1) 2·ч);

а - коэффициент влагопроводности (потенциалопроводности), м2/ч;

- плотность где jm - плотность потока массы, кг/(м m c абсолютно сухого материала, кг/м3;

t - термоградиентный коэффициент, °С-1;

K - коэффициент фильтрации, кг/(м·ч·Па);

t = t/х - градиент температуры, °С/м;

u = u/х - градиент влагосодержания, м-1;

p = p/х - градиент давления, Па/м.

Знак минус перед слагаемыми уравнения (5.1) означает, что направление потока влаги противоположно положительному значению соответствующих градиентов.

В процессе малоинтенсивной конвективной сушки градиенами температуры и давления можно пренебречь:

jm = am · c · u = am · c · u/x;

(5.2) Для периода постоянной скорости сушки плотность потока массы равна интенсивности испарения: jm = m = const, а m = (Pсп · u)/ = (c · R · u)/;

(5.3) интенсивность испарения:

где Pсп - масса одного квадратного метра бумажного полотна, кг/м2;

R - полутолщина материала, м.

Дифференциальное уравнение влагопроводности имеет вид:

u/ = am · 2u/x2 или 2u/x2 = jm /(am · c · R) = ;

(5.4) 2u = y ;

= y y u = A = x = A = y = Ax + B = u = Ax + B = u = Ax + Bx + C;

(5.5) Обозначим: x = y;

x x x2 x u, кг/кг Уравнение (5.5) является уравнением параболы. Затем определим значения В и С.

1). u = uп при x = ± R;

u ( ) 0 x = R uп = R2/2 BR + C;

uц (1) qк qк x = + R uц = R2/2 + BR + C;

2). u = uц при x = 0;

uц= С uп (1) uц (2) uп (1) Из 1) и 2) получаем:

uп = R2/2 + uц;

(uц uп) = R2/2 = A = 2(uц uп)/R2 = u = uц (uц uп) · x2/R2, (5.6) uп (2) uп (2) (uц - uп)/u0 = jm · R2/(2 · am · c · R) uц (3) jm jm 2 · (uц - uп)/u0 = jm · R/(am · c · u0) = Ki, (5.7) где Ki - критерий Кирпичева;

u0 - начальное влагосодержания материала. uп (3) uп (3) Критерий Кирпичева может служить критерием трещинообразования в материале, так как R R растягивающее напряжение приводящее к растрескиванию или короблению материала прямо пропорционально перепаду влагосодержания между его центральным и поверхностными слоями u.

Содержание Глава III Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты 3.6.1. Нестационарная теплопроводность. Охлаждение (нагрев) одномерных тел t Бесконечная пластина (у которой длина во много раз больше толщины) с одинаковой начальной t0 температурой t0 во всех точках погружается в жидкость с постоянной температурой tж. Коэффициент теплоотдачи на поверхности пластины постоянен.

tц Необходимо найти распределение температуры t по толщине пластины через время n после начала охлаждения.

tп На основании теория подобия решение этой задачи находится с помощью критерального уравнения: n = f (Bi, Fo, L), (3.6.1) tж tж где L = x/ - безразмерная координата;

- толщина материала;

= (t - tж)/(t0 - tж) - безразмерная температура;

Fo = a. /2 - критерий Фурье, характеризующий нестационарность процесса;

Bi =. / критерий Био (по форме записи аналогичный критерию Нуссельта Nu = a. l/ж, но имеющий разный с -x +x ним физический смысл). Критерий Био это отношение теплоотдачи с поверхности тела () к интен сивности притока теплоты изнутри тела (/ - тепловая проводимость стенки).

Поле температуры в бес Запишем дифференциальное уравнение теплопроводности: t/ = a · ( 2t/ x2) как конечной пластине.

/ = a · ( 2/ x2) (3.6.2).

Аналитическое решение данного уравнения позволяет получить ряд (то есть бесконечную сумму): y 2 · sin n cos (n · x/) exp (-n2 · Fo) (3.6.3) = y = tg x n + 2 · sin n · cos n n = где 1, 2,... n - корни трансцендентного характеристического уравнения · tg = Bi, полученного в y =A /x результате совместного решения дифференциального уравнения теплопроводности с граничными условиями третьего рода. Знак "-" в показателе экспоненты указывает на то, что решается задача на 1 2 3 x охлаждение. Первые шесть корней характеристического уравнения приведены в таблице При значениях Fo 0,3 ряд оказывается очень быстро сходящимся, поэтому можно ограничиться расчетом только первого члена:

= N · cos (1 · x/) exp (-12 · Fo) (3.6.4) Трансцендентное урав В этом случае температура для средней плоскости пластины описывается: 0 = N · exp (-1 · Fo) нение tg = Bi/. Корни А температура на поверхности тела: 0 = P · exp (-12 · Fo) уравнения - точки пересе чения тангенсоиды и ги где N, P, и 12 в зависимости от числа Bi приведены в таблицах (для пластины, шара, цилиндра).

перболы При низких значениях Био (Bi 0,1), температура во всех точках тела одинакова и в любой момент времени вычисляется по формуле: = exp (- Bi · Fo).

Зависимости = f (Bi, Fo) для поверхности и центра пластины, шара и цилиндра обычно приведены в справочниках в виде графиков.

Содержание Глава III Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты Коэф. для расчета охлаждения (нагрева) бесконеч. пластины Корни характеристического уравнения сtg = /Bi 1 2 3 4 5 6 1 2 1 Bi Bi P N Bi P N 0 0,0000 3,1416 6,2832 9,4248 12,5664 15,7080 0,0000 1, 0,00 1,000 1,000 2,2 0,535 1, 0,001 0,0316 3,1419 6,2833 9,4249 12,5665 15,7080 0,01 0,0100 0,997 1,002 2,4 1,277 0,510 1, 0,002 0,0447 3,1422 6,2835 9,4250 12,5665 15,7081 0,0199 1, 0,02 0,993 1,003 2,6 0,488 1, 0,004 0,0632 3,1429 6,2838 9,4252 12,5667 15,7082 0,04 0,0397 0,987 1,006 2,8 1,380 0,468 1, 0,006 0,0774 3,1435 6,2841 9,4254 12,5668 15,7083 0,06 0,0584 0,981 1,010 3,0 1,420 0,448 1, 0,008 0,0893 3,1441 6,2845 9,4256 12,5670 15,7085 0,08 0,0778 0,974 1,013 3,5 1,52 0,406 1, 0,01 0,0998 3,1448 6,2848 9,4258 12,5672 15,7086 0,10 0,0968 0,967 1,016 4,0 1,59 0,370 1, 0,02 0,1410 3,1479 6,2864 9,4269 12,5680 15,7092 0,1154 1, 0,12 0,960 1,020 4,5 0,338 1, 0,04 0,1987 3,1543 6,2895 9,4290 12,5696 15,7105 0,14 0,1337 0,954 1,023 5,0 1,73 0,314 1, 0,06 0,2425 3,1606 6,2927 9,4311 12,5711 15,7118 0,1518 1, 0,16 0,948 1,026 5,5 0,293 1, 0,08 0,2791 3,1668 6,2959 9,4333 12,5727 15,7131 0,18 0,1697 0,942 1,029 6,0 1,82 0,273 1, 0,1 0,3111 3,1731 6,2991 9,4354 12,5743 15,7143 0,1874 1, 0,20 0,936 1,031 7,0 0,241 1, 0,2 0,4328 3,2039 6,3148 9,4459 12,5823 15,7207 0,22 0,2048 0,930 1,034 8,0 1,95 0,216 1, 0,3 0,5218 3,2341 6,3305 9,4565 12,5902 15,7270 0,2220 2, 0,24 0,924 1,037 9,0 0,196 1, 0,4 0,5932 3,2636 6,3461 9,4670 12,5981 15,7334 0,26 0,2390 0,918 1,040 10 2,04 0,180 1, 0,5 0,6533 3,2923 6,3616 9,4775 12,6060 15,7397 0,28 0,2558 0,912 1,042 12 2,08 0,152 1, 0,6 0,7051 3,3204 6,3770 9.4879 12,6139 15,7460 0,30 0,2723 0,906 1,045 14 2,12 0,132 1, 0,7 0,7506 3,3477 6,3923 9,4983 12,6218 15,7524 0,35 0,3125 0,891 1,052 16 2,16 0,116 1, 0,8 0,7910 3,3744 6,4074 9,5087 12,6296 15,7587 0,3516 2, 0,40 0,877 1,058 18 0,104 1, 0,9 0,8274 3,4003 6,4224 9,5190 12,6375 15,7650 0,45 0,3894 0,863 1,064 20 2,24 0,094 1, 1,0 0,8603 3,4256 6,4373 9,5293 12,6453 15,7713 0,4264 2, 0,50 0,849 1,070 25 0,076 1, 1,5 0,9882 3,5422 6,5097 9,5801 12,6841 15,8026 0,55 0,4624 0,836 1,076 30 2,30 0,065 1, 2,0 1,0769 3,6436 6,5783 9,6296 12,7223 15,8336 0,497 2, 0,60 0,823 1,081 35 0,0560 1, 3,0 1,1925 3,8088 6,7040 9,7240 12,7966 15,8945 0,70 0,564 0,798 1,092 40 2,35 0,0500 1, 4,0 1,2646 3,9352 6,8140 9,8119 12,8678 15,9536 0,626 2, 0,80 0,774 1,102 50 0,0400 1, 5,0 1,3138 4,0336 6,9096 9,8928 12,9352 16,0107 0,90 0,684 0,751 1,111 60 2,39 0,0333 1, 6,0 1,3496 4,1116 6,9924 9,9667 12,9988 16,0654 1,00 0,740 0,729 1,119 70 2,40 0,0286 1, 7,0 1,3766 4,1746 7,0640 10,0339 13,0584 16,1177 1,20 0,841 0,689 1,134 80 2,41 0,0250 1, 8,0 1,3978 4,2264 7,1263 10,0949 13,1141 16,1675 1,40 0,931 0,653 1,148 90 2,41 0,0222 1, 9,0 1,4149 4,2694 7,1806 10,1502 13,1660 16,2147 1,016 2, 1,60 0,619 1,159 100 0,0200 1, 10,0 1,4289 4,3058 7,2281 10,2003 13,2142 16,2594 1,80 1,090 0,587 1,169 2,46 0,000 1, 15,0 1,4729 4,4255 7,3959 10,3898 13,4078 16,4474 1, 2,00 0,559 1, 20,0 1,4961 4,4915 7,4954 10,5117 13,5420 16, Содержание Глава III Основной раздел стр.

... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты 3.13.1. Расчет кипящего слоя На рис. 3.13.1 приведена схема установки для сушки влажных материалов, оборудован ная камерой с кипящим слоем. Основным узлом в камерах кипящего слоя является сис тема воздухораспределения (решетка), состоящая из колпачков различной конфигурации, u основным назначением которых является равномерное распределение потока подаваемо го под решетку воздуха или газа со скоростью, обеспечивающей псевдоожижение слоя.

Причина образования кипящего слоя заключается в следующем. Если через неподвиж- tвых ный слой твердых частиц, лежащих на решетке, пропускать снизу вверх поток газа или воздуха, при этом увеличивая его скорость, то постепенно весь слой перейдет во взве шенное состояние. Он возрастет в объеме, в нем будет происходить интенсивное пере м мешивание частиц, как бы "кипение", которое способствует улучшению теплообмена. Hсл При дальнейшем увеличении скорости слой разрушается, твердые частицы уносятся потоком газа.

Скорость газа, при которой начинается кипение слоя, называется критической wкр. Ско tвх рость газа, при которой происходит разрушение слоя, называется скоростью уноса wун 5 u или скоростью витания.

При определении габаритов установки с кипящим слоем, рассчитывают высоту слоя: play 6 stop cг · Lсг · s · dэк (tвх м), (6.1) Hсл = · ln 6 · · (1 ) · Fр (tвых м) Рис. 3.13.1. Установка с кипящим где s = Fсф/Fм - коэффициент формы частицы. Для шара s 1 (коэффициент формы слоем: 1 - подача влажного материала;

частицы определяется опытным путем);

dэк - эквивалентный диаметр частицы: 2 - кипящий слой;

3 - разгрузка сухого материала;

4 - теплоуловитель;

5 6· Vм. (6.2) dэк = воздуходувка;

6 - калорифер;

7 воздухораспределительные колпачки;

Коэффициент конвективного теплообмена определяется из критериальной зависимости:

- сушильная камера;

9 - циклон;

10 1, Re дымосос;

u0 и u2 - начальное и конечное где Nu = · dэк / г, (6.3) Nu = 1,6 · 10-2 · · Pr 0,33 при Re 200, влагосодержание материала;

Vм 0, или Nu = 0,4 · Re Pr = г / a = г · cг · г / г (6.4) · Pr 0,33 при Re 200, Важнейшей характеристикой слоя твердых частиц является порозность - это отношение пустот между части цами в слое к объему слоя:

0 = (V0 Vм)/V0 = 1 нс/м, (6.5) где нс = Gм /V0 - насыпная плотность материала, кг/м3;

Vм - объем, занимаемый материалом, V0 - объем сосуда, м3. V Содержание Глава III Основной раздел стр.... Доп. материал стр.... Примеры и задачи Вопросы и тесты Давление насыщенного водяного пара pнп, (кПа) Физические свойства дымовых газов при pб =101 кПа при pб =101 кПа для температур от 0 до 100 °С (над поверхностью воды), ·102, ·106, ·106, a ·106, t, cp, Pr кг/м3 м2/с Вт/(м · K) Па · c м2/с °С кДж/(кг · K) tнп pнп tнп pнп tнп pнп tнп pнп 1,295 2,23 15,8 12, 0 1,042 16,9 0, 0 0,610 26 3,360 52 13,61 78 43, 0,950 3,13 20,4 21, 100 1,068 30,8 0, 1 0,657 27 3,564 53 14,29 79 45, 0,748 4,01 24,5 32, 200 1,097 48,9 0, 0,617 4,84 28,2 45,81 2 0,705 28 3,779 54 15,00 80 47, 300 1,122 69,9 0, 0,525 5,70 31,7 60, 400 1,151 94,3 0,64 3 0,758 29 4,004 55 15,73 81 49, 0,457 6,56 34,8 76, 500 1,185 121,1 0,63 4 0,813 30 4,242 56 16,50 82 51, 0,405 7,42 37,9 93, 600 1,214 150,9 0, 5 0,871 31 4,492 57 17,30 83 53, 0,363 8,27 40,7 112, 700 1,239 183,8 0, 6 0,934 32 4,753 58 18,14 84 55, 0,330 9,15 43,4 131, 800 1,264 219,7 0, 7 1,001 33 5,029 59 19,01 85 57, 0,301 10,0 45,9 152, 900 1,290 258,0 0, 0,275 10,90 48,4 174, 1000 1,306 303,4 0,58 8 1,073 34 5,319 60 19,92 86 60, 0,257 11,75 50,7 197, 1100 1,323 345,5 0,57 9 1,148 35 5,623 61 20,85 87 62, 0,240 18,62 53,0 221, 1200 1,340 392,4 0, 10 1,223 36 5,940 62 21,83 88 64, 11 1,312 37 6,274 63 22,85 89 67, Физические свойства сухого воздуха при pб =101 кПа 12 1,402 38 6,624 64 23,90 90 70,, ·102, ·106, ·106, a ·106, t, cp, Pr 13 1,497 39 6,990 65 24,99 91 72, кг/м3 м2/с Вт/(м · K) Па · c м2/с °С кДж/(кг · K) 14 1,593 40 7,374 66 26,14 92 75, 1,293 2,44 17,2 13, 0 1,005 18,8 0,707 15 1,705 41 7,777 67 27,33 93 78, 0,946 3,21 21,9 23, 100 1,009 33,6 0,688 16 1,817 42 8,191 68 28,55 94 81, 0,746 3,93 26,0 34, 200 1,026 51,4 0, 17 1,837 43 8,638 69 29,82 95 84, 0,615 4,60 29,7 48, 300 1,047 71,6 0, 18 2,063 44 9,099 70 31,15 96 87, 0,5?4 5,21 33,0 63, 400 1,068 93,1 0, 19 2,196 45 9,582 71 32,51 97 90, 0,456 5,74 38,2 79, 500 1,093 115,3 0, 0,404 6,22 39,1 96, 600 1,114 138,3 0,699 20 2,338 46 10,08 72 33,94 98 94, 0,362 6,71 41,8 115, 700 1,135 163,4 0,706 21 2,486 47 10,61 73 35,42 99 97, 0,329 7,18 44,3 134, 800 1,156 188,8 0, 22 2,643 48 11,16 74 36,95 100 101, 0,301 7,63 46,7 155, 900 1,172 216,2 0, 23 2,809 49 11,73 75 38,54 - 0,277 8,07 49,0 177, 1000 1,185 245,9 0, 24 2,983 50 12,33 76 40,18 - 0,257 8,50 51,2 199, 1100 1,187 276,2 0, 0,239 9,15 53,5 233, 1200 1,210 316,5 0,724 25 3,167 51 12,96 77 41,87 - Параметры 1 20 ° 110° 1 00 ° влажного воздуха 9 0° определяемые по I-d диаграмме 5% 8 0° Энтальпия 10% Влагосодержание 7 0° Относительная влажность 20% Энтальпия I, кДж на 1 кг сухого воздуха Температура:

6 0° 30% по сухому термометру 40% % 5 0° точки росы смоченного термометра % 100 для адиабатического процесса 4 0° смоченного термометра для неадиабатического процесса 3 5° Парциальное давление:

пара в воздухе 3 0° Парциальное давление Pп, кПа насыщенного пара 2 5° Теплообменный потенциал а 2 0° пар ие 7 Массообменный потенциал ен 1 5° а вл д ое 1 0° льн I-d диаграмма влажного воздуха иа 5° арц была составлена Л. К. Рамзиным в П 4 1918 году. Диаграмму используют 0° при расчетах систем отопления, вентиляции, кондиционирования 2 воздуха, сушильных установок.

1 Диаграмма построена для баромет рического давления P бар = 100 КПа, что состветствует среднему давле 0 10 20 30 40 50 нию в центральных районах России.

Влагосодержание d, г на 1 кг сухого воздуха

Pages:     | 1 | 2 ||
 



 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.