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

ности, подбор удобообтекаемых профилей, уменьшение шерохова­ тости поверхности; для пучков труб — выбор оптимальной компо­ новки, рациональной ориентации; выбор размеров каналов, обес­ печивающих нестесненное движение.

2. Метод развитых поверхностей — при условии, что ребра по­ зволяют не только увеличить теплосъем за счет увеличения по­ верхности, но и обеспечить улучшение теплоотдачи. Рациональное оребрение должно удовлетворять следующим требованиям: а) со­ стоять из безотрывно обтекаемых элементов малой протяженности; б) улучшить (или по крайней мере не ухудшать) картину омывания несущей поверхности; в) обеспечить высокие коэффициенты эф­ фективности ребер; г) обеспечить возможность получения больших коэффициентов оребрения.

3. Методы динамического воздействия на поток: а) увеличение скорости частиц до значения (определяемого граничным числом Фруда), при котором наступает разрыхление и разрыв слоя, переход от связанного движения к несвязанному; б) вибрация слоя, которая может быть создана вибрацией шахты, либо специальных устройств— виброзондов, помещенных в слой; в) увеличение скорости продув­ ки до величины, которая должна определяться с учетом затрат энер­ гии на транспорт; г) пульсирующая подача продуваемого газа; д) акустические колебания газового компонента; г) рациональный выбор взаимного направления движения компонентов; ж) исполь­ зование перемешивающих вставок.

4. Методы механического воздействия на поверхность нагрева— вибрация или вращение ее.

5: Методы воздействия электрического и магнитного поля на электропроводные и магнитные частицы.

6. Метод воздействия на свойства потока (или отдельного компо­ нента) в тех случаях, когда он применяется как промежуточный теп­ лоноситель: а) увеличение теплопроводности газового компонента; б) уменьшение шероховатости частиц; в) уменьшение размера час­ тиц; г) увеличение теплопроводности твердого компонента. Послед­ ние два способа позволяют улучшить условия межфазового тепло­ обмена в продуваемом слое, что приводит к уменьшению общего тер­ мического сопротивления переносу тепла от поверхности к потоку.

Наибольший эффект даст применение различных способов ин­ тенсификации к непродуваемому слою, теплоотдача которого ниже, чем при наличии продувки. Организация продувки может рассмат­ риваться как один из путей улучшения теплоотдачи непродуваемого слоя.

Сравнительная оценка методов, естественно, должна проводить­ ся с учетом затрат энергии на их осуществление. Здесь следует от­ метить специфическую особенность гравитационно движущегося слоя: применительно к нему некоторые методы — увеличение ско­ рости насадки, применение развитого оребрения, компактных труб­ ных пучков — не требуют дополнительного расхода энергии, что делает их особенно целесообразными,

42

Методы интенсификации теплообмена плотного движущегося слоя практически не исследованы. В литературе известны лишь ра­ бота Ю. П. Курочкина [1311 для удобообтекаемых профилей и ряд работ Д . П. Львова с сотрудниками [33, 136—138], изучавших тепло­ обмен в вибрирующей трубчатой сушилке. Подобные исследования нуждаются в продолжении и развитии. Необходимо раскрыть физи­ ческую сущность и механизм влияния различных методов, предло­ жить соответствующую модель процесса, накопить необходимые опытные данные. При решении этой задачи к плотному слою могут быть применены оба рассмотренных выше подхода — либо как к сплошной, либо как к дискретной среде.

Нами изучалось интенсифицирующее влияние движения каждо­ го из компонентов на теплоотдачу движущегося слоя. Кроме того, исследовался ряд методов интенсификации теплообмена примени­ тельно к непродуваемому слою — воздействие на геометрические характеристики теплообменной поверхности, использование оребрения, вибрация поверхности, вибрация насадки. Перечень иссле­ дованных процессов приведен в табл. 1.2.

ГЛАВА II

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ, УСТАНОВКИ И МАТЕРИАЛЫ

II. 1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСТАНОВКИ

При экспериментальных исследованиях ставились следующие задачи:

1. Изучить влияние на среднюю и локальную теплоотдачу слоя

2.Проверить справедливость ряда гипотез и теоретических за­ висимостей.

3.Получить обобщенные зависимости, справедливые в доста­ точно широком диапазоне изменения режимных и геометрических характеристик.

4.Изучить ряд методов интенсификации теплообмена.

45