Направленный прямой и направленный косвенный радиационные режимы внешнего теплообмена (РРВТ)

1.

Tкнк Tкрр
Лекция №12.
Направленный прямой и направленный косвенный
радиационные режимы внешнего теплообмена (РРВТ).
Учет конвективной составляющей Qр.м и область существования
РРВТ. Пути интенсификации РРВТ. Внешний теплообмен
в слоевых ТТР.
Направленный прямой и направленный косвенный РРВВТ
Направленный прямой РРВВТ:
qгл-м qгл-к ;
условия реализации:
'г ''г
Направленный косвенный РРВВТ:
qгл-м qгл-к ;
л , нп
л , рр
Tкнп Tкрр : Qсм
Qсм
Область применения: ВТК плавильных ВТУ.
'г ''г
T 'г T ''г
T 'г T ''г
при
условия реализации:
при
л , нк
л , рр
Tкнк Tкрр: Qсм
Qсм
Область применения: среднетемпературные ТК
нагревательных ВТУ.
1

2.

л
Расчет Qр.м в ТТР с направленным РРВТ.
зональный
Методы расчета
приближенный
.
Учет конвективной составляющей Qр.м
и область существования РРВТ
л
Эмпирический метод: Qсм к Qсм ;
Расчетный: рассчитывается к и
к 1,05...1,17
Qсм ( л к ) Fм (Tг Tм )
2
T
T
л
в Tг3 1 м 1 м л (1...4) в Tг3
Tг Tг
Tг Tм
л
Вт
10 , если Tэфф 1000...1100 K ;
10
σ
σ
–
если
,
а
,
то
Область существования РРВТ:
к
в
0
2
к
м K
1
2
– если же σв σ0 , а αконв 10 10 , то РРВТ отсутствует при любой Tэфф , а
в (Tг4
Tм4 )
имеет место либо смешанный, либо конвективный.
2

3.

.
.
.
ВНЕШНИЙ ТЕПЛООБМЕН В СЛОЕВЫХ ТТР
Внешний теплообмен в ТТР с фильтруемым плотным слоем кускового материала
Аэромеханические условия (в сравнении с таковыми в ТТР с нефильтруемым слоем технологического
материала):
1) Vсв 0 ; kv 0 ;
2) только кусковой технологический материал: d
3) скорость газа
Reкр
Wг
м.
ограничена стабильностью плотного слоя:
Ar
1400 5,22 Ar
g d 3 ρм
Ar 2
ν г ρг
10 2
Reкр
Wп Wкр
Wкр d 2
Wкр d
г
Wкр 100 , м/с,
С ростом
Wкр
Для интенсификации конвективного теплообмена целесообразно уменьшать
растет и
d,
но при этом будет снижаться и Wкр
4) Порозность слоя ε v 0 ,5
f
5) α к = 101 … 102 Вт/(м2 К) .
6)
p
7) В силу противотока и истирания
mун 10 1%
8) Коэффициент однородности тепловой обработки
kq 4...6
α кf α л
3

4.

.
Теплообмен: Qсм kF Fм (Tг Tм ) ; Nu 0,106Re ;
Re 20...200
Nu 0,61Re0,67 ; Re 200
const Wг ,
:
Пути интенсификации ВТ: при d
Wп Wкр , но p
Переход к кипящему слою и псевдогазовому слою.
Внешний теплообмен в ТТР с кипящим слоем
материала
Зернистый ТМ, d
Характеристики:
10 3...10 4 м.
ε v 0,6
kv 4
kq 10 ; в однокамерном РП противотока нет.
Переход к многокамерному ТТР. mун 10 ...10 %
0
1
,
комбинация с другими камерами
(циклонными).
4

5.

d
.
Внешний теплообмен в ТТР с псевдогазовым
(взвешенным) слоем пылевидных материалов
Размер частиц
d 10 4 м
Wппгс Wв ; Re
Ar
(18 0,61 Ar )
В отличие от плотного слоя и кипящего слоя – лучепрозрачен, т.к.
поэтому при высоких
v 0,97;
Tэфф α л = 102 Вт/(м2 К), как в ТТР с нефильтруемым слоем.
Несмотря на это, в ТТР с псевдогазовым слоем преобладает конвективный
режим ВТ, т.к.
α к α л
из-за низких значений.
Пример: Nu 2 ,
d 30 106, г 15 10 2 (Tг 2000 K )
αк d
2 α к 10 4 Вт/(м2 К) .
λ газ
Практически прямоток: mун 100% , комбинация псевдогазового слоя с
нефильтруемым слоем уловленного технологического
материала (циклонные плавильные камеры, ПВПК).
5

6.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЕВЫХ ПРОЦЕССОВ
Тип слоя
Примеры ВТУ
f, м2/м3
α, Вт/(м2К)
Kq
Kv
v
Возможность
противотока
Нефильтруемый
слой
Отражательная
печь
10-1–100
,л102
1
2 – 40
0 – 0,5
да
Плотный
фильтруемый
слой
Кипящий слой
Псевдогазовый
слой
Шахтная печь
Печь
с кипящим
слоем
Кольцевая
циклонная
камера, ПВПК
101–102
к , 101–102
4–6
0
0,5
да
102
к , 102
> 10
4
0,6
нет
10-2
к , 103–104
1
0
0,98
нет
Требования к
гранулометрич.
составу
нет
Сортированные
куски
Сортированные
зерна
Пыль
Унос, % (от
массы исх.
мат-ла)
min
10-1
100–101
100–101
6

7. Спасибо за внимание!!!

7