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 α_mах 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/4H₀) [(1 – ωε₀) / (1 – ε₀)] (γP/ρ_т)/(1 – ε/), Гц, n = 1, 2, 3 …

      где ω – степень расширения слоя при α = α_mах 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 Р₀ ≈ (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 Р₀ до Р*₁ , причём последнее определяется по формуле:

      Р*₁ = (16Н₀ ² ρ₀ f² / γ)[(1 – ε₀)/(1 – ε_в1)] ²,

      когда Н₀, ρ₀ и ε₀ – 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 = (16Н₀ ² ρ₀ f² / γ)[(1 – ε₀)/(1 – ε_в2)] ²,

      причём ε_в2 = 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