5-8. Внешний теплообмен в плотном (фильтрующем), падающем и кипящем слое материала 2

Внешний теплообмен в кипящем псевдоожиженном слое

Теплообмен в кипящем слое более интенсивен, чем в неподвижном. Интенсификация теплообмена здесь обусловлена сложным колебательно-вращательным движением твердых частиц и высокой степенью турбулизации газового потока, которые в общем итоге способствуют разрушению пограничного слоя на твердых поверхностях. Этому способствует также столкновение твердых частиц между собой и со стенками теплообменного аппарата. Расчетная формула для теплообмена между газообразным теплоносителем и твердыми частицами в кипящем слое дана в [Л. 11] в следующем виде:

Здесь:

где w - скорость, отнесенная к площади решетки, на которой расположен слой; dэ - эквивалентный диаметр твердой частицы.

Температурный напор в слое находится по среднеинтегральным значениям температур частиц и газа:

Подробнее об определении ∆t сказано в [Л. 11].

Высокая интенсивность теплообмена в кипящем слое может быть использована для быстрого нагрева или охлаждения погруженных в него твердых тел (например, нагрев или охлаждение стальных изделий при термообработке). В этом случае кипящий слой используется как промежуточный теплоноситель.

Максимальная интенсивность теплообмена между газообразным теплоносителем и тепловоспринимающей поверхностью достигается при оптимальном значении критерия Рейнольдса:

Здесь:

- критерий Архимеда; ρт - плотность вещества частиц.

Для вычисления максимальных коэффициентов теплоотдачи при Ar = 30÷2∙105 можно пользоваться формулой: