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

пазоне их изменения. Они свидетельствуют о том, что в исследован­ ной области частота и амплитуда практически равноценны.

Вывод о том, что степень интенсификации теплообмена опреде­ ляется относительной скоростью вибрации, согласуется с данными для однофазных сред [17, 56, 195 и др.].

Результаты, полученные на вибрирующих шахматных пучках, показали, что влияние вибрации здесь остается таким же, как для одиночных цилиндров. Степень интенсификации теплообмена в ис­ следованных пределах практически не зависит от относительных

ся уравнением (IV. 10).

Влияние вибрации на теплообмен плотного слоя с поперечно обтекаемым пучком труб было обнаружено также в [33, 137] при ис­ пытании вибрирующего трубчатого подогревателя сыпучих матери­ алов (сухой железной руды и влажного порошка фтористого алюми­

опытов обнаружено повышение интенсивности теплообмена под влия­ нием вибрации. Данные [33, 137] в соответствующей обработке в

раты). В [136] предложена зависимость, учитывающая влияние виб­ рации на теплообмен. Однако она имеет погрешность — критерий Нуссельта в ней получается размерным. Следует отметить, что сде­ ланный в [33, 136—138] вывод о существенной интенсификации теп­ лообмена под влиянием вибрации нельзя считать общим.

V I . 3. ВИБРАЦИЯ ДВИЖУЩЕГОСЯ СЛОЯ

Исследования проведены на концентрате ртутьсодержащей ру­ ды с одиночными цилиндрами различной конфигурации (гладкими и оребренными) и различным расположением (вертикальным и горизон­ тальным), а также с пучком труб.

Результаты наблюдений за механикой движения

Концентрат характеризуется очень плохими сыпучими свойст­ вами даже при незначительной (до 1%) влажности.Поэтому движе­ ние его в шахте удалось обеспечить только с помощью шнека, ус-

тановленного в выпускном отверстии. Однако даже при этом на­ блюдаются нестабильность движения, зависание материала, перио­ дические обвалы и образование пустот. Особенно заметны эти явле­ ния при небольших (до 1—2 мм/сек) скоростях слоя. При увеличе­ нии скорости движение становится более устойчивым, о чем свиде­ тельствуют кривые изменения во времени расхода концентрата при неизменном сечении выпускного отверстия: при минимальных ско-

Рис. V I . 6. Типы виброзондов .

ростях неравномерность расхода составляет 30—40%, а при боль­ ших — 5—8%.

Объемный вес движущегося слоя концентрата практически не

рыва слоя (последняя периодически занимает до 50% поверхности). В пучке труб движение более устойчиво, высота застойных зон по глубине пучка увеличивается.

При расположении у цилиндров зондов, вибрирующих в верти­ кальной плоскости с параметрами / = 16 40 гц, Л =0,7-^-1,5 мм, расход материала и объемный вес практически не изменяются. Это объясняется тем, что зона распространения колебаний невелика и они сказываются только в областях, прилегающих к зондам.

Для выбора оптимальных геометрических характеристик про­ водили наблюдения за омыванием одиночного цилиндра при раз­ личных типах (рис. VI.6) и расположении (рис. VI.7) зондов. Резуль­ таты наблюдений сводятся к следующему. Зонды типа I I , располо­ женные поперек цилиндра посередине его длины, оказывают незна­ чительное (локальное) влияние на картину обтекания и являются не

и в меньшей степени размеры зоны отрыва. При размещении их под

144

цилиндром (схемы в, г) изменяется только омывание кормовой час­ ти. Заметное улучшение по всему периметру обеспечивает установка зондов по схеме д.

на расстоянии 150—200 мм становится весьма незначительным. С дру­ гой стороны, чрезмерное приближение (до 15—20 мм) также неже­ лательно, так как препятствует свободному движению материала,

способствует образованию локальных разрывов слоя. Приведенные картины наиболее типичны для каждой схемы размещения зондов. Изменение режимных характеристик, не меняя общей картины, от­ ражается только на размерах характерных зон.

дают значительную неравномерность скоростей по сечению: при схе­ мах а и б максимальные скорости наблюдаются в центральной час­ ти канала, при схемах в, г — у стенок. Поэтому их применение не­ целесообразно. В остальных схемах использовались узкие зонды типа I I I (b = 15^-12 мм), благодаря которым уменьшаются застойные зоны над расположенными ниже трубками (схемы д, е). Уменьшение

Опыты проводились в условиях, характеризуемых табл. VI . 4, где приведены также геометрические характеристики.

Д л я гладкого горизонтального цилиндра, исходя из результатов наблюдений за омыванием, в опытах по теплообмену использова­ лись зонды типа I I I (b = 12 мм), расположенные вдоль образующей цилиндра. Дл я выбора рациональной схемы проводились серии опы­ тов при установке зондов только над цилиндром, только под ним, одновременно над и под ним. Результаты показали, что в последнем

146

рис. VI . 9, они составляют для верхних зондов 50 мм, для нижних,п-г 35 мм. Эти выводы согласуются с результатами визуальных набліог дений и справедливы при вертикальной вибрации с различными па­

прогретые порции. Это обстоятельство, а также уменьшение разме­ ров зон застоя и отрыва слоя и обеспечивают повышение коэффи­ циентов теплоотдачи.

При указанном на рис. V I . 7 размещении зондов горизонтальная вибрация значительно менее эффективна, чем вертикальная, при тех же параметрах, так как верхние зонды увеличивают высоту за­ стойной зоны. Горизонтальная вибрация дает эффект, если размес­ тить эти зонды так, чтобы они разрушали застойную зону. Доволь­ но значительное улучшение теплоотдачи достигнуто при установке

слоя. В результате получена заметная интенсификация теплообме­