Cтраница 1
Феттинг, Чудхари и Уилхелм [14] сообщают о влиянии введения небольших количеств различных топлив, инертного газа и окислителя выше и ниже от места фиксации пламени по направлению к стабилизатору. Используя пропано-воздушную смесь в основном потоке, они установили, что при небольших добавках метана, пропана, бутана, водорода и кислорода не только смещается кривая срыва вдоль оси коэффициента избытка топлива в основном потоке, но и увеличивается максимальная скорость срыва. Введение инертного газа даже с гораздо большими скоростями по сравнению со скоростями потоков топлива и окислителя оказывает незначительное влияние на суммарную кривую срыва. Смещение коэффициента избытка топлива не является неожиданным, так как оно происходит в направлении бедных топливом смесей при введении топлива и в направлении богатых топливом смесей при введении кислорода. [1]
В целом эту схему Викке и Феттинга следует все же считать неудовлетворительной. [2]
Из экспериментальных работ наиболее интересной является статья Феттинга и сотрудников, в которой авторы показали, что введение чрезвычайно небольших добавок горючих веществ или окислителя вблизи стабилизатора оказывает существенное влияние на характеристики срыва. Эти опыты не только представляют интерес с практической точки зрения, но также проливают свет на весьма сложные процессы тепло - и массообмена и механики течения в условиях горения вблизи стабилизатора. [3]
В противоположность пакетной модели, одним из основных допущений которой является взаимная неподвижность частиц в пакете и самого пакета в момент соприкосновения с поверхностью, в модели Забродского [20] интенсивность процесса определяется переносом тепла частицами, перемещающимися из ядра псевдоожижен-ного слоя к поверхности теплообмена и обратно, а в модели Викке и Феттинга [70] твердые частицы, составляю - - щие второй, после газовой пленки, пограничный слой, движутся с заданной скоростью параллельно стенке, постепенно прогреваясь от температуры ядра потока до температуры, близкой к температуре стенки. Однако, помимо того, что эти модели содержат ряд трудно определяемых параметров, допущение об однородности псевдоожиженного газом слоя, принятое в них, не соответствует реальным условиям. [4]
Как видно из уравнения ( VI, 39), И. Г. Мартюшин и Н. Н. Ва-рыгин получили прямую пропорциональность макс теплопроводности псевдоожижающего газа. Так, в упоминавшихся выше опытах Викке и Феттинга при переходе от углекислого газа к водороду теплопроводность газа возрастает в 11 65 раза, а величина амакс возрастает лишь в 4 - - 5 раз. [5]
Величина а существенно зависит от скорости псевдоожижаю-щего потока и связанного с ней расширения слоя. Типичный вид зависимости а от и, по данным Викке и Феттинга [30], при теплоотдаче от нагревателя, погруженного в кипящий слой песка, изображен на рис. VI. Нижние кривые соответствуют искусственно зажатому неподвижному слою при тех же скоростях потока ( см. раздел V. При переходе в псевдоожиженное состояние теплообмен резко возрастает. Очевидно, что движущиеся частицы захватывают тепло, полученное от поверхности теплообмена, и переносят его в глубь основной массы кипящего слоя. С ростом скорости потока увеличивается интенсивность циркуляционных потоков, твердой фазы и соответственно возрастает величина а. Однако при больших скоростях потока слой становится разреженным, объемная теплоемкость падает и величина а, пройдя через максимум, начинает снижаться. [6]
Это связано с тем, что в обеих схемах рассматривается нестационарный прогрев - в модели Викке и Феттинга - пограничного слоя твердых частиц, а в модели С. С. Забродского - одиночных частиц, подходящих к поверхности теплообмена. [7]
Для более крупных частиц величины макс снижаются, но все же раза в 2 выше, чем у Викке и Феттинга. [8]
Вессер и Мардус наблюдали, но не смогли объяснить неожиданные особенности переноса тепла слоем, псев-доожиженным водой, аномальные по сравнению с поведением слоев, псевдоожиженных газами. Для первых переход к псевдоожижению из состояния плотного слоя ( зажатого для предотвращения псевдоожижения при высокой скорости фильтрации) сопровождался падением теплообмена, чего никто не наблюдал для слоя, псевдо-ожижен Н Ого газами. Наоборот, по опытам Берга, Клас-сена и Гишлера, Викке и Феттинга переход к псевдо-ожиженному слою всегда сопровождался резким увеличением коэффициента теплообмена. [9]
Однако все эти выводы оправдываются на опыте весьма грубо приближенно. Действительно, величина осмакс для разных систем и у различных исследователей варьирует в не очень широких пределах, отличаясь друг от друга, как правило, не более, чем в 2 - 3 раза. Влияние же разных параметров на изменения величины ссмакс не укладывается в простую схему уравнения ( VI. Так, с увеличением высоты поверхности теплообмена наблюдается снижение величины ос, что ближе соответствует схеме Викке и Феттинга. Значение а оказывается несколько зависящим от расположения поверхности теплообмена - внешняя стенка или поверхность погружена в слой, горизонтальное или вертикальное расположение поверхности, глубина погружения теплообменника и его расстояние от стенок и оси аппарата. С увеличением теплопроводности псевдоожижающего газа Яг величина ссмакс действительно возрастает. Однако это возрастание происходит значительно медленнее, чем по закону прямой пропорциональности ( VI. Также значительно менее выраженным является возрастание макс с уменьшением диаметра частиц слоя. [10]
Более того, вызывает существенные возражения и сама исходная модель ( рис. VI. Опыт показывает ( см. главу IV), что движение отдельной частицы внутри кипящего слоя не является независимым от движения ее ближайших соседей. Фактически внутри кипящего слоя имеются циркуляционные потоки совместно движущихся частиц. Эти группы или пакеты существуют определенное время, распадаются и собираются вновь. Представления Викке и Феттинга, что такой пакет заполняет весь пограничный слой вдоль поверхности теплообмена и замена пакетов хаотическим движением одиночных частиц, предложенная С. С. Забродским, являются очень сильными отклонениями ( в противоположных направлениях) от истинной картины циркуляции твердой фазы в кипящем слое. [11]