Теплопроводность в сплошных средах и двухфазных, продуваемых и непродуваемых телах (слоях) — страница 3

  • Просмотров 3120
  • Скачиваний 413
  • Размер файла 74
    Кб

эффективный коэффициент теплопроводности lоэ как функцию структуры слоя и теплопроводности обеих фаз зернистого слоя. Обобщенная модель теплопроводности зернистого слоя с неподвижной газовой (жидкой) фазой Одной из наиболее простых и физически обоснованных является модель, предложенная Кунии. В этой модели рассматривается осесимметричный тепловой поток между плоскостями, проходящими через центры двух соседних шаров. С

учетом всех механизмов переноса теплоты в зернистом слое была получена формула. (III), в которой: -коэффициент теплоотдачи излучением от зерна через газ мимо соседних зерен -коэффициент теплоотдачи излучением между соседними зернами; p - степень черноты поверхности зерен F - это относительная эффективная толщина газовой прослойки между шарами: где k=lт/lг; q - центральный угол, приходящийся на одну точку контакта (зависит от

геометрической укладки шаров). Таким образом, в формуле (III) первый член учитывает тепловой поток через газовую фазу теплопроводностью и излучением, а второй член - теплопередачу через зерна за счет контактного и лучистого теплообмена между ними. Сравнение расчетов по формуле (III) с опытными данными разных исследователей проведено во многих работах. В широком диапазоне изменения размеров зерен и порозности слоя для разных

газов, жидкостей и материала зерен получено хорошее совпадение результатов. Модель теплопроводности зернистого слоя, не учитывающая передачу теплоты излучением При низкой температуре (<3000С), когда доля переноса тепла излучением мала, можно пользоваться полуэмпирической формулой: В этой формуле коэффициенты подобраны в результате сравнения с опытными данными для 163 укладок. При этом разброс опытных данных lоэ/lг=1-40 лежит, в

основном, в пределах ±30%. Формула (V) получена без учета переноса теплоты излучением. Необходимо учитывать, что при температуре выше 300оС доля переноса теплоты излучением в зернистом слое становится заметной. Так, при отношении теплопроводностей фаз lт/lг»100 и e»0.4 значение lоэ/lг»8-10 (при температуре до 100оС). С увеличением температуры до 600оС это значение возрастает вдвое, а при 800оС-втрое. Естественно, в этом случае формула (V)

неприменима Теплопроводность в зернистом слое в условиях естественной конвекции При наличии градиента температуры в зернистом слое, заполненном жидкостью или газом достаточно большой плотности, может возникнуть естественная конвекция, приводящая к заметному увеличению эффективного коэффициента теплопроводности. С возможностью естественной конвекции нужно считаться при процессах горения в шахтных топках и