Конспект лекций по дисциплине
жүктеу/скачать 0,76 Mb. Pdf көрінісі
|
pte1
| ДУТЬЯ
w возрастает гидравлическое сопротивление неподвижного слоя Δ Р (высота слоя О Н остается неизменной). Вспучивание плотного слоя начинается при скорости ВСП w , и с этого момента высота слоя начинает возрастать. Одновременно продолжает расти гидравлическое сопротивление слоя. При скорости газового потока КИП w плотный слой переходит в кипящий (сначала кипит в отдельных точках слоя, так называемый фонтанирующий режим работы). Толщина слоя Р Н увеличивается с одновременным уменьшением гидравлического сопротивления (увеличивается проходное сечение для газа, так как уменьшается количество материала в единице объема). Дальнейшее увеличение скорости газового потока ведет к увеличению высоты слоя, так как частицы выносятся на большую высоту под действием увеличивающейся силы динамического давления. При этом гидравлическое сопротивление слоя стабилизируется. При скорости ВИТ w и более частицы подхватываются газовым потоком и выносятся за пределы рабочей камеры (высота слоя возрастает до бесконечности, а сопротивление слоя резко уменьшается). Скорость, при которой начинается вынос материала, называется скоростью витания ВИТ w . Она характеризует собой предельную величину относительной скорости частицы O w в газовом потоке. Скорость витания тем больше, чем больше размер обрабатываемых частиц. Для кипящего слоя предельная скорость движения газового потока должна быть меньше скорости витания, так как в противном случае весь материал полностью выносится из рабочей камеры. Унос дисперсного материала в реальных условиях равен 30-40 %. Массовая концентрация материала в объеме камеры для кипящего слоя V g = 700-850 кг/м³. В варианте прямоточной газовзвеси «В» осуществляется обжиг и плавление высокодисперсных материалов. Размер обрабатываемых материалов в данном варианте минимален. По температурному уровню вариант не ограничен, что определяет более высокую среднюю эффективную температуру технологического процесса ГЭ Т . В связи с малой величиной ВИТ w большая часть материала выносится за пределы рабочей камеры (85-90 %). Вариант характеризуется малой плотностью материала в объеме V g = 30- 50 кг/м³. В отличие от первых трех вариантов в варианте «Г» имеет место криволинейное движение газового потока. Наиболее полно криволинейное движение реализуется в циклонной камере. Газовый поток, обтекая стенки цилиндра (циклона), закручивается и обеспечивает полное смешение топлива и окислителя. В результате этого интенсифицируется процесс горения (приближается к кинетическому способу), и топливо сгорает на небольшом расстоянии от точки его ввода. Горение топлива в ограниченном объеме ведет к росту температуры горения и к увеличению средней эффективной температуры газового потока. Концентрированное тепловыделение при вводе материала в эту высокотемпературную зону позволяет, во-первых, осуществлять процессы с плавлением материала и, во-вторых, уменьшить геометрические размеры рабочего пространства ВТТУ. При циклонной организации технологического процесса из-за центробежного эффекта высокодисперсные частицы отбрасываются к стенке и концентрируются в пристенной области, что увеличивает плотность материала в единице объема (по сравнению с прямоточной газовзвесью) до V g = 500-600 кг/м³. Совмещение процесса горения топлива и тепловой обработки высокодисперсных частиц ведет к расплавлению материала, который, попадая на стенку циклонной камеры, образует стекающую пленку расплава, что увеличивает время пребывания материала в рабочем пространстве ВТТУ. Одновременно концентрация частиц в пристенной области (сепарация) позволяет уменьшить унос материала из камеры до 5-10 % (в промышленности циклоны используются для улавливания пыли из отходящих газов). Это позволяет форсировать технологический процесс и увеличить скорость дутья до 60-120 м/с вместо 5-7 м/с в кипящем слое (лимитируется пылеуносом). Сравнение вариантов переработки дисперсных материалов приведено в таблице 4.1. По первому показателю с точки зрения интенсификации технологического процесса преимущества имеют варианты «В» и «Г». Однако температурный уровень процесса в первую очередь определяется технологическими требованиями, и для ряда процессов (например, производство цемента во вращательных печах) не требуется высокая средне эффективная температура газового потока. С точки зрения размеров обрабатываемого материала (показатель 2) преимущества имеют варианты «В» и «Г». Малые размеры обрабатываемых частиц в варианте прямоточной газовзвеси и в циклонном процессе определяют большую относительную поверхность обрабатываемого материала (показатель 3) и значительно меньшее время на его обработку. Таблица 4.1 – Сравнение вариантов переработки материалов в гетерогенных системах (рисунок 4.1) Показатели Варианты А Б В Г 1 Средняя эффективная температура жүктеу/скачать 0,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|