Некоторые технологические аспекты в цветной металлургии - страница 9
Нагрев концентрата в вибрируемом слое рекомендуется проводить при положительном статическом перепаде давления газа при
Р = 7,7Н>0 >2 ρ>0 f>2 , Па,
когда частота вибрации f примерно на 20% превышает частоту собственных: колебаний слоя. Коэффициент теплообмена при этом будет на 12,5% меньше α>m>ах 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:
____________
f>опт = (n/4H>0) [(1 – ωε>0) / (1 – ε>0)] (γP/ρ>т)/(1 – ε/), Гц, n = 1, 2, 3 …
где ω – степень расширения слоя при α = α>m>ах 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)
∆Р>ст. 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 ∆Р>ст ≈ 0, давление газа меньше Р>0 ≈ (0,7 – 1,4) кПа и, так как при этом расчётное значение f>с << f, которая обычно превышает 15 – 18 Гц, то, согласно (2), α = 0,433 α>max.
В области II статический перепад отрицательный, ∆Р>ст < 0, α < 0,433 α>max, а границы области – от Р>0 до Р*>1 , причём последнее определяется по формуле:
Р*>1 = (16Н>0 >2 ρ>0 f>2 / γ)[(1 – ε>0)/(1 – ε>в1)] >2,
когда Н>0, ρ>0 и ε>0 – параметры свободно насыпанного слоя, а ε>в1 = 0,488.
В области III статический перепад положительный, ∆Р>ст > 0, коэффициент теплообмена увеличивается от 0,433 α>max до α>max, а интервал давлений составляет от Р*>1 до Р> α>max , которое примерно равно Р*>2 :
Р*>2 = (16Н>0 >2 ρ>0 f>2 / γ)[(1 – ε>0)/(1 – ε>в2)] >2,
причём ε>в>2 = 0,724; кроме этого:
Р> α>max ≈ 0,8 Р*>2.
В большей части области III
∆Р>ст>+ = ∆Р>ст>max>+ .
Наконец, в области IV ∆Р>ст>+, быстро уменьшаясь, достигает отрицательных значений, что, как и в области II, сопровождается снижением интенсивности теплообмена.
Хотя резонансные явления возникают в широком диапазоне давлений газа,
(∆Р>ст>+ 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 порозность слоя ε ≈ 0,7. По – видимому, при Р < Р