Глава 12. Исследование теплообмена между поверхностью нагрева и двухфазным потоком

 

 B сушке некоторых дисперсных термолабильных мате­риалов (например, сахарный песок) с целью предотвращения измельчения продукта и сведения к минимуму уноса пыли мо­гут быть успешно использованы пиевмосушилки с наружным паровым обогревом. Преимущество этих аппаратов объясня­ется тем, что можно резко сократить удельный расход воздуха, так как в данном случае необходимое для процесса сушки ко­личество тепла не лимитируется количеством вводимого в сис­тему сушильного агента.

При расчете подобных аппаратов, который для термола­бильных материалов ведется с учетом конечной максимально допустимой температуры продукта, а также для определения количества тепла, вводимого в систему, необходимо знать ко­эффициент теплоотдачи от нагретой стенки к двухфазному потоку.

Этому вопросу в последнее время уделяется большое вни­мание, так как двухфазные потоки как высокоинтенсивные теплоносители успешно применяются в самых разнообразных отраслях техники — химической промышленности, энергетике, охлаждении ядерных реакторов, горении ракетного топлива и т. д. Однако большинство исследований проведено при высо­ких концентрациях твердой фазы, а имеющиеся немногочис­ленные данные по теплообмену при низких концентрациях часто противоречат друг другу [4,6—9]. Кроме того, все изве­стные исследования посвящены процессу чистого теплообмена, не осложненного массообменом, и работы, посвященные тепло­обмену между поверхностью нагрева и двухфазным потоком применительно к процессу сушки влажных дисперсных мате­риалов, не встречаются.

В работах [1, 2] при расчетах пневмосушилок с паровым обогревом коэффициент теплоотдачи от стенки к двухфазному потоку  принимался  равным  коэффициенту теплоотдачи для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В указанном интервале изменения концентрации при опреде­лении числа Nu для практических расчетов можно воспользо­ваться соотношением, полученным для случая теплообмена с однофазным потоком. В этом случае незначительное увели­чение коэффициента теплообмена по сравнению с чистым воз­духом  в  основном  обусловливается увеличением теплоемко-

 опытных данных методом средних; отклонение опытных точек от полученной аппроксимации не превышает 5%.

Некоторые авторы считают, что на коэффициент теплооб­мена между поверхностью нагрева и двухфазным потоком, кроме приведенных выше факторов, оказывает влияние раз­мер твердых частиц [3, 4, 9 и др.]. Как показали наши иссле­дования, уменьшение среднего размера частиц сахара-песка от 2 до 0,5 мм не влияет на интенсивность процесса теплооб­мена; принаблюдается незначительное увеличе­ние числа Nu. Однако влияние диаметра частиц нами не было учтено, так как исследуемый материал отличается,, как пра­вило, стабильным фракционным составом, причем частицы со средним диаметромсоставляют в нем незначи­тельное количество.

Как показала проверка, полученные величины коэффици­ента теплоотдачи могут быть использованы при расчете кине­тики нагрева сахара-песка в пневмотрубах с наружным обо­гревом.

 сушке сахара песка    в пневмотрубе    с наружным    обогревом.   Настоящий сборник,  стр.   37.