Глава 15. Экспериментальное исследование процесса теплообмена монодисперсного материала с потоком

При введении в поток газа мелкодисперсного твердого материала образуется теплоотдающийилитепловоспринимаю-щий поток. Двухфазный теплоноситель обладает рядом пре­имуществ по сравнению с однофазным газовым. К ним сле­дует отнести высокую объемную теплоемкость потока и зна­чительное увеличение роли лучистого теплообмена. В случае взаимодействия двухфазного теплоносителя с подвергающим­ся обработке дисперсным материалом в аппарате типа «газо­взвесь» интенсивность теплосъема также повышается. Это обусловлено увеличением поверхности теплообмена за счет торможения обрабатываемого материала, искусственной тур-булизацией пограничного слоя и за счет кондуктивного тепло­обмена при соударении частиц [1, 2].

Таким образом, введение в поток газа третьего дисперсно­го теплоносителя можно рассматривать как метод интенсифи­кации процесса теплообмена в газовзвеси.

Экспериментальное исследование этого метода интенсифи­кации было проведено на лабораторной установке, представ­ленной на рис. 1. Установка состоит из трубы 2 высотой 9,6 м и диаметромОна разделена отсечками 11,соединен-

ными общей тягой 12 на участки.

Газ-теплоноситель, нагреваемый в топке 4, отсасывается вентилятором 10 типа ВВД-6. Количество газа, прошедшее че­рез установку за время опыта, фиксируется газовым счетчи­ком 9 типа PC-100.

Нагреваемый материал (шлаковые шарики с эквивалент­ным диаметром частицподается шне-ковым питателем / сверху в трубу и после опыта собирается в бункере 3. Мелкий дисперсный материал (кварцевый песок) подается ленточным питателем 5 в поток газа через патру­бок 6. В циклоне 7 песок выпадает из потока газовзвеси и со­бирается в бункере 8.Температура газа и материала (шариков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

симости от концентрации третьего теплоносителя показано на рис. 2. Пересечение прямых с осью координат представляет собой значение поверхности теплообмена при отсутствии треть­его теплоносителя. С увеличением концентрации мелких частиц в однофазном потоке газа и получением двухфазного теплоносителя   поверхность    теплообмена   возрастает и при

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сивности межфазового теплообмена [8]. Поэтому для одно­временного учета как положительных (увеличение поверх­ности теплообмена), так и отрицательных (уменьшение коэф­фициента теплообмена, отнесенного к единице поверхности теплообмена) факторов, влияющих на теплообмен, использу­ется коэффициент теплоотдачи, отнесенный к единице объема теплообменного участка: