Файл: Календерьян В.А. Теплоотдача плотного движущегося слоя и методы ее интенсификации.pdf

струкции калориметров и схемы измерений аналогичны описанным в гл. I V и V . Обобщение опытных данных выполнялось в соответст­ вии с уравнением (VI.5). В результате получены зависимости сте­ пени интенсификации теплообмена от режимных и геометрических

и фракционированные слои), поперечно омывающим одиночные го­ ризонтальные цилиндры и пучки труб.

Средний теплообмен

Были проведены три группы опытов: в первой изучалось влияние режимных характеристик (скорости слоя, направления и парамет­ ров вибрации) в широком диапазоне их изменения при постоянных диаметре цилиндра и фракционном составе материала; во второй —

дилось несколько серий опытов, различающихся параметрами виб­

симости коэффициента теплоотдачи от скорости материала, получен­ ные для вибрирующих и неподвижных цилиндров. При изменении

отдачи от скорости выше, чем во второй (при ѵ > ѵп). Значение ско­ рости ѵп, определяющей границу между областями, тем больше, чем ниже размер частиц. Параметры вибрации практически не сказыва­ ются на величине ѵп. Соответствующие ей значения граничных кри­ териев Фруда и Пекле могут определяться из тех же зависимостей (IV. 1), (IV. 1а), что и в отсутствие вибрации.

Ниже анализируются только данные, лежащие в первой области, которая определяет рациональные пределы скорости слоя.

134

Рис. V I . 1 свидетельствует об изменении под влиянием вибрации темпа зависимости теплоотдачи от скорости слоя: он уменьшается с увеличением амплитуды колебаний. Показатели степени в зави­ симостях а = сѵп равны без вибрации 0,28, а при вибрации с ампли­ тудой 0,4 и 1,6 мм соответственно 0,24 и 0,11.

Сравнение результатов, полученных при ѵ = idem для непод­ вижного и вибрирующего цилиндров, позволяет сделать вывод об интенсификации теплообмена под влиянием вибрации. При прочих

равных условиях она тем ощутимее, чем выше амплитуда колебаний. При одинаковой амплитуде увеличение коэффициента теплообмена особенно велико в области низких (до 3—5 мм/сек) скоростей слоя

крупных частиц. Результаты опытов, проводившихся при измене­

интенсивности теплообмена, в связи с чем в качестве определяющего параметра может быть использована скорость вибрации ѵв = AAf.

Зависимости коэффициента теплообмена от скорости слоя, по­ лученные при горизонтальных и вертикальных колебаниях с оди­ наковыми параметрами, практически совпадают. Это видно из

135

ны данные и для горизонтальной.

Таким образом, интенсивность теплообмена не зависит от взаим­ ного направления вибрации и гравитационного движения слоя. Влияние на теплообмен горизонтальной и вертикальной вибра.ции обусловлено в основном изменением характера обтекания, который подробно проанализирован ниже. Кроме того, вибрация вызывает еще один эффект, способствующий интенсификации теплообмена,— некоторое уплотнение материала и, следовательно, увеличение его эффективной теплопроводности. Средняя по объему шахты плот­ ность укладки движущегося слоя с ростом параметров колебаний увеличивается до определенной величины, которая достигается уже

ствует предельная степень уплотнения, превышение которой невоз­

теплопроводности слоя на 20%. Близкие результаты получены и для фракционированных слоев. Д л я более обоснованного суждения о влиянии плотности укладки необходимо определить ее локальные значения в районе цилиндра.

Из приведенных данных следует, что теплообмен слоя с попереч­ но омываемыми вибрирующими цилиндрами обусловлен совместным воздействием гравитационного движения и вибрации. Каждый фак­

137

фракций при неизменных параметрах колебаний. Как видно из это­ го рисунка, в условиях вибрации влияние размеров частиц и ци­ линдров сохраняется таким же, как и без нее: с их увеличением теп­

метнее, чем в отсутствие вибрации. Влияние геометрического фак­ тора на теплоотдачу вибрирующих цилиндров объясняется в основ­ ном теми же причинами, что и для неподвижных цилиндров (соот­ ветствующий анализ приведен в гл. IV). Степень интенсификации теплообмена, обусловленная вибрацией, тем значительнее, чем боль­

ше симплекс -г-; показатель степени в зависимостях •==.- = С

составляет 0,05 и практически не зависит от режимных характерис-

Локальный теплообмен

Проанализируем данные по локальному теплообмену, получен­ ные для горизонтального цилиндра D — 33,5 мм, вибрирующего в вертикальной плоскости при изменении режимных параметров в ши­ роком диапазоне (А = 0,5 Ч- 1,5 мм, f — 20 ч- 50 гц, ѵ = 0,2 - ~

4-11,3 мм/сек, j = 0,7 ч- 876).

ного цилиндра. При низких скоростях слоя вибрация не вносит су­ щественных изменений в характер распределения теплоотдачи на

ких скоростях слоя распределение для неподвижного цилиндра отли­ чается значительной неравномерностью (кривая VII). Вибрация за­ метно выравнивает теплоотдачу на верхней половине цилиндра. При повышении параметров колебаний этот эффект усиливается и мак­

138