CC BY
10обеспечивающие реализацию модели теплообмена на начальном участке. Такие аппараты с успехом могут быть применены, например, в схемах отопления и горячего водоснабжения (ГВС) вместо секционных «скоростных» подогревателей типа ПВ или недостаточно надежных в эксплуатации пластинчатых теплообменников.
Конструктивная схема предлагаемых аппаратов соответствует представленной на рисунке с тем отличием, что в трубном пространстве, разделенном на несколько (4-12) ходов, движется греющая или нагреваемая вода. В межтрубном пространстве так же, как и в пароводяных аппаратах, осуществляется чисто поперечное обтекание горизонтального трубного пучка пленкой или сплошным потоком жидкости*.
УДК 532.546
С.В. Звягин (S.V. Zvyagin) УГЛТУ Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg)
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕПЛООБМЕНА МЕЖДУ ЧАСТИЦАМИ И ГАЗОМ В НАДСЛОЕВОМ ПРОСТРАНСТВЕ ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ
(MATHEMATICAL MODEL OF HEAT EXCHANGE BETWEEN
PARTICLES AND GAS IN SPACE HIGHER FLVADIZED BED)
Разработана математическая модель теплообмена между частицами и газом в зоне всплесков, описывающая картину нагрева частиц в разреженной зоне псевдоожиженного слоя. Экспериментальные значения температуры газа в надслоевом пространстве хорошо согласуются с теоретическими зависимостями, построенными по математической модели.
The mathematical model of heat exchange between particles and gas in a zone of the splashes, describing a picture of heating particles in the discharged zone of a fluidized bed is developed. Experimental values of temperature of gas in space higher fluidized bed are well coordinated with the theoretical dependences constructed on mathematical model.
* . .
Путилин Ю.В. Повышение эффективности и надежности водо-водяных подогревателей систем теплоснабжения // Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса в рамках концепции 2020: матер. VII Междунар. науч.-техн. конф. Екатеринбург: УГЛТУ, 2009. Ч. 2. С. 133-136.
Использование псевдоожиженного слоя для утилизации тепла вторичных энергоресурсов (отходящих газов) энергетических агрегатов весьма перспективно в связи с большой интенсивностью переноса тепла из надслоевого пространства в ядро псевдоожиженного слоя. Кроме того, очистка отходящих газов в зоне всплесков псевдоожиженного слоя повышает комплексность использования сырья и способствует ликвидации вредных выбросов в атмосферу.
Автором разработана математическая модель охлаждения потока горячего газа в зоне выбросов аппарата с псевдоожиженным слоем.
Рассматривается теплообмен между частицами, выброшенными из монодисперсного слоя в надслоевое пространство, и окружающим газом. Температура частицы, вылетающей из слоя со скоростью равна температуре слоя Т0. На некотором расстоянии от слоя 11с частица пересекает границу зоны с температурой газа Т = Д° эт°й зоны теплообмен отсутствует, частица имеет температуру Тз0. В зоне выбросов частица движется в поле сил тяжести, сопротивлением газовой среды пренебрегаем.
Для нахождения распределения температур газа и частиц по высоте надслоевого пространства необходимо учитывать распределение частиц по скоростям вылета из псевдоожиженного слоя. Скорость частиц д5, зависящую от высоты подъема И, можно вычислить из закона сохранения механической энергии, пренебрегая силами
сопротивления: =
Различная температура частиц в надслоевом пространстве обусловлена разной высотой И подъема частиц с различной кинетической энергией. Температура газа также зависит от высоты Т= ШО, а температура частиц, кроме того, от начальной скорости д0: Т3 = Р(11,-90).
Вследствие постоянства механической энергии на одной и той же высоте Аз = поэтому средняя температура частиц на высоте И принимается равной полусумме температуры частиц, движущихся вверх со скоростью Я:®, и температуры частиц, опускающихся со скоростью
Уравнение теплообмена одиночной частицы на высоте И имеет вид:
Аналогичное уравнение можно записать для газа, рассматривая тепловой баланс элементарного объема с1У, содержащего с1М частиц:
В элементарном объеме ёУ находятся частицы с различными скоростями, поэтому правая часть уравнения (2), в которую входит температура частиц, усредняется по скоростям частиц.
Теплообмен между газом и частицами рассматривается в предположении, что коэффициент теплоотдачи между частицей и газом величина постоянная (а = const) и распределение частиц по скоростям равномерное (концентрация частиц п = 0 при > $тах и п= п0 при
0< %<$тахУ
Решая систему дифференциальных уравнений (1) и (2) в предположении, что температура газа изменяется с высотой по экспоненциальному закону, получим распределение безразмерной температуры газа по высоте надслоевого пространства:
iz^=exp(z
G =
(1-Е) -1
| + эеЛ. |
1 — ехр
Ifip-V
Jt^-l]}
'exp
где 11 - безразмерная высота; [3 = э? =
По экспериментам с псевдоожиженным слоем частиц корунда размером 270 мкм и критической скоростью уноса частиц £тах = 2 м/с получено р = 0Д5 1/си зг = 0,03.
УДК 621.791.75.042
С.М. Шанчуров (S.M. Shanchurov) УГЛТУ, Екатеринбург (USFEU, Ekaterinburg) В.В.Яковлев (V.V.Yakovlev)
Федеральный экспертный Совет, Екатеринбург (Federal Expert Council, Ekaterinburg)
А.В.Сурков (A.V.Surkov) ЦНИИТМАШ, Москва (CNIITMASH, Moscow)
ЭЛЕКТРОДНАЯ ПРОВОЛОКА СВ-08Г2С-С ДЛЯ СВАРКИ КОНСТРУКЦИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ
(ELECTRODE WIRE SV-08G2S-S FOR WELDING OF ENERGY ENGINEERING CONSTRUCTIONS)
Разработана электродная проволока для сварки конструкций в газовых смесях на основе аргона и углекислого газа. Результаты испытаний позволяют рекомендовать сварочную проволоку Св-08Г2С-С вместо проволоки Св-08Г2С.
