Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Для Rq. используется формула Розина-Раммлера:
G02 = 0,21[aF0-F°-F°(Ap-G)],
(4.48)
IC= 1 ~(W* + AV+ F)/100. С учетом того, что v° = fV + vv9, имеем:
(4.49)
К
Тогда для dbjdt — скорости изменения размера частиц — получим:
(4.51)
К = ехр(-й80/.
(4.52)
54
Здесь b характеризует тонкость помола; п — равномерность зернового состава (показатель полидисперсности).
Обычно п = 0,8+] ,6; Ь = 4-10 3ч-4-10 2, причем меньшие значения п и b относятся к грубой пыли, а большие — к тонкой.
Поставленная задача горения полифракционного топлива в потоке решается для двух предельных случаев горения в кинетической и в диффузионной
областях.
Решение записывается как
где т = Ь8"т, х = 5,/501 — текущий относительный размер наиболее крупной частицы; у = (50/501) — отношение начального размер частицы /'-той фракции к начальному размеру наиболее крупной частицы.
Значения интегралов It(x) табулируются.
Учитывая, что в (4.50) цс = 0,21, V° = 22,4 м3/кмоль, уравнение сгорания заменим таковым для наиболее крупной частицы.
Для кинетической области:
G = А7,(х),
(4.53)
где функция /,(х) имеет вид: для кинетической области:
-ту
(4.54)
для диффузионной области:
-ту
(4 55)
_ 2 22,4 РТ К
dx рк Vr RTU Щ NudD
(а-I)^ + КЧх(х) , (4.56)
К
или
(4.57)
где
55
*.=-
к
V° 1
1 +
• В = Рк Vr - RT- 1 • <з = (а-1)
КЪХ ’ Р 2 22,4 Р tfP ’ С j F° р
Nud?>
После интегрирования (4.54) имеем:
Р5
01
-к
dx
+ /,(х)
= /2(х) .
(4.58)
Интеграл (4.55) определяется численно. После расчетов находится связь между временем выгорания частиц х и относительным размером наиболее крупной частицы х.
Для диффузионной области:
J5,
dx
2 22,4 Рт Nud?>
Рк К RT 5,
(а-1)— + КЧ1(х)
(4.59)
или
dx
dx
NU/>Z)-[а+ /,(*)].
pS01x
После интегрирования (4.57) получим:
1
dx
NudDx
а,
01
(4.60)
(4.61)
где аш = NuirO/8()| — коэффициент диффузионного обмена для исходной частицы наиболее крупной фракции.
Интеграл (4.61) также определяется численно. В реальных случаях частица угля не может гореть до конца по закономерностям диффузионного горения. По мере уменьшения размера частицы интенсифицируется диффузионный обмен и лимитирующими становятся кинетические факторы процесса горения, проходя промежуточную область горения. Для промежуточной области получено уравнение
dx
dx
К\\а + Ix (х)]
PS
01
Nud?>
(4.62)
56
которое после интегрирования дает при средней температуре факела выражение
которое тоже может быть решено только численно с построением промежуточных графиков, или с использованием выражений для линейной интерполяции.
Аналогичный подход к расчету горения полидисперсных капель жидкого топлива в потоке рекомендуется для диффузионного горения капли по закону Срезневского с использованием соотношения (4.55).
1.1.3. Радиационные характеристики факела
Радиационные характеристики определяются прежде всего степенью черноты ?ф и температурой Гф факела. В расчетах теплообмена используются как спектральные коэффициенты поглощения и степени черноты, так и интегральные характеристики. Со спектральными характеристиками излучения связано понятие о светимости факела. Сажистые частицы дают сплошной спектр излучения и имеют интенсивное излучение в области видимого спектра (к = 0,4-=-0,75 мкм), в то время как газообразные продукты сгорания имеют полосы излучения и поглощения в инфракрасной области спектра (см. рис. 4.21 и 4.24).
Радиационные характеристики факела тесно связаны с его массообменными характеристиками и характеристиками горения.
В факеле плавильных агрегатов излучающими и поглощающими компонентами могут быть газообразные продукты сгорания (в основном это С02 и Н20), а также сажистые частицы и частицы пыли. При оценке радиационных характеристик факела играют роль и радиационные характеристики нагреваемых и расплавляемых материалов и футеровки печи. В случае динасовой и шамотной футеровки большая спектральная степень черноты кладки смещается в сторону более длинных волн (см. рис. 4.21). В этом случае несветящееся пламя с излучающими компонентами (в основном в виде С02 и Н,0) работает менее эффективно, чем при серой кладке. Для светящегося пламени, наоборот, такой вид кладки более эффективен. Светящиеся пламена проявляют и большую эффективность (вследствие наибольшей степени черноты в области видимого излучения — см. рис. 4.24) и при нагреве многих металлических материалов, стекломассы и других материалов, имеющих большую степень черноты или пропускательную способность (для стекломассы) в области сравнительно коротких волн (например, при А, < 2,4 мкм).
(4.63)
57
- Газообразные продукты сгорания
Интегральная степень черноты газообразных продуктов сгорания, как известно, определяется по номограммам ВТИ при известной температуре и оптической толщине излучающего слоя (рис. 4.17—4.19).
Оптическая толщина слоя pS представляет собой произведение концентрации излучающего компонента на длину луча.
Для зональных расчетов необходимо знание распределения радиационных характеристик факела по длине факела. Расчетные формулы позволяют свя-
