Модель теплового состояния аппарата сепарации — страница 2

  • Просмотров 1339
  • Скачиваний 196
  • Размер файла 92
    Кб

через крышку в реторту-конденсатор: где – коэффициент теплопередачи от аппарата к реторте-конденсатору, – температура реторты-конденсатора (» 390 К). Согласно записанным выше соображениям, порядок можно оценить следующим образом: Множитель 1/2 принят из-за того, что между аппаратом и конденсатором находится тепловой экран, как минимум вдвое снижающий лучистый тепловой поток. Кроме того, происходит унос тепла вместе с продуктами

возгонки. Оценить его можно, только достоверно зная массовый поток и температуру сублимированных продуктов. Этот вопрос выходит за рамки настоящего исследования. На первой стадии можно рассматривать аппарат как сплошное цилиндрическое тело. Задача нагрева бесконечного цилиндра, помещенного в подогревающую среду, имеет аналитическое решение где – относительная температура, – температура цилиндра на радиусе – начальная

температура цилиндра (до нагрева), – температура подогревающей среды (воздуха в печи), – n-й корень характеристического уравнения – критерий Био, – коэффициент теплоотдачи от подогревающей среды, – радиус аппарата, м, – коэффициент теплопроводоности материала цилиндра, – коэффициенты, – критерий Фурье, – коэффициент температуропроводности материала цилиндра, – плотность материала цилиндра, – теплоемкость материала

цилиндра, – время прогрева, – функция Бесселя k-го порядка, являющаяся решением уравнения Оценим порядок критериев, входящих в это уравнение. По окончании процесса восстановления в аппарате содержится порядка 60% (массовых) Ti, 20...30% Mg и 10...20% MgCl2. Плотность титана 4.35, магния 1.8, MgCl2 порядка 2.7, следовательно, средняя плотность реакционной массы 3. Примем следующие зависимости от температуры теплофизических параметров: Дж/(кг К) в

твердом состоянии, Дж/(кг К) в жидком состоянии, Дж/(кг К) в твердом состоянии Дж/(кг К) в жидком состоянии, Дж/(кг К), Вт/(м К) в твердом состоянии Вт/(м К) в жидком состоянии Вт/(м К) Вт/(м К) кДж/кг кДж/кг Таким образом, при температуре 800 К, средней в рассматриваемом диапазоне, средняя теплоемкость аппарата 3. и средняя теплота парообразования кДж/моль. Теплопроводность титановой губки можно оценить по соотношению где – теплопроводность

титана, Вт/(м2К), Пористость губки Теплопроводность, Вт/(м2К), 0.2 14.0 0.3 11.0 0.4 8.0 При средней пористости блока 0.2...0.3 можно принять Порядок средней теплопроводности аппарата в целом можно оценить, исходя из массового состава блока: Вт/(м2К). Тогда коэффициент температуропроводности изменяется в пределах Так как время прогрева порядка нескольких часов или даже суток, то величина достаточно одного члена ряда: Оценим порядок критерия Био.