Некоторые технологические аспекты в цветной металлургии. Григорий Сергеевич Мулява
результатов исследований теплообмена и гидродинамики вибрируемого слоя концентрата в вакууме установлены четыре области теплового и гидродинамического соответствия и получены уравнения для определения давлений газа, разграничивающих эти области.
Нагрев концентрата в вибрируемом слое рекомендуется проводить при положительном статическом перепаде давления газа при
Р = 7,7Н0 2 ρ0 f2 , Па,
когда частота вибрации f примерно на 20% превышает частоту собственных: колебаний слоя. Коэффициент теплообмена при этом будет на 12,5% меньше αmах в этих условиях.
В результате исследований по теплообмену концентрата и с привлечением литературных данных для других материалов получено обобщенное уравнение
для определения частоты вибрации, обеспечивающей максимальные коэффициенты тепло – и массообмена в слое:
____________
fопт = (n/4H0) [(1 – ωε0) / (1 – ε0)] (γP/ρт)/(1 – ε/), Гц, n = 1, 2, 3 …
где ω – степень расширения слоя при α = αmах и ε/ – порозность слоя с модулем упругости, равным модулю упругости газовой среды (ε/ > 0,8).
1.1.5 Виброкипящий слой. Обсуждение результатов.
Сопоставим на одном рисунке (рис. 1.24) зависимости от давления Р коэффициента теплообмена α и статического перепада давления газа (воздуха)
∆Рст. Эти кривые – типичные и при их анализе можно различить четыре области характерного соответствия между гидродинамикой слоя и теплообменными процессами в нём (сравните, например, рис. 1.6 и рис. 1.22):
В области I ∆Рст ≈ 0, давление газа меньше Р0 ≈ (0,7 – 1,4) кПа и, так как при этом расчётное значение fс << f, которая обычно превышает 15 – 18 Гц, то, согласно (2), α = 0,433 αmax.
В области II статический перепад отрицательный, ∆Рст < 0, α < 0,433 αmax, а границы области – от Р0 до Р*1 , причём последнее определяется по формуле:
Р*1 = (16Н0 2 ρ0 f2 / γ)[(1 – ε0)/(1 – εв1)] 2,
когда Н0, ρ0 и ε0 – параметры свободно насыпанного слоя, а εв1 = 0,488.
В области III статический перепад положительный, ∆Рст > 0, коэффициент теплообмена увеличивается от 0,433 αmax до αmax, а интервал давлений составляет от Р*1 до Р α max , которое примерно равно Р*2 :
Р*2 = (16Н0 2 ρ0 f2 / γ)[(1 – ε0)/(1 – εв2)] 2,
причём εв2 = 0,724; кроме этого:
Р α max ≈ 0,8 Р*2.
В большей части области III
∆Рст+ = ∆Рст max + .
Наконец, в области IV ∆Рст+, быстро уменьшаясь, достигает отрицательных значений, что, как и в области II, сопровождается снижением интенсивности теплообмена.
Хотя резонансные явления возникают в широком диапазоне давлений газа,
(∆Рст+ зафиксирован от Р*1 до Р*2 ), отмечен для давления воздуха до атмосферного Р ≈ 95 кПа лишь один максимум на кривой α (Р), чему соответствует