химический каталог




Расчеты аппаратов кипящего слоя

Автор А.П.Баскаков, И.П.Мухленов, Б.С.Сажин, В.Ф.Фролов и др.

оя частицы улавливать (например, встроенным или выносным циклоном) и непрерывно возвращать в нижнюю часть аппарата, то удается получить стабильный КС и при скоростях, намного превышающих wy. Такие режимы псевдоожижения называются форсированными. В ряде случаев работа в таком режиме предпочтительна, так как позволяет уменьшить сечение аппарата за счет увеличения скорости.

Порозность слоя в форсированном режиме может изменяться в широких пределах, и это оказывает определяющее влияние на интенсивность теплоотдачи (рис. 2.14) [26]. С увеличением пороз-ности (уменьшением плотности слоя ркс = рм(1—е)) коэффициент

теплоотдачи снижается. В настоящее время можно лишь отметить, что коэффициенты теплоотдачи в форсированном режиме ниже максимальных значений, определяемых формулой (2.27).

Пример 2.4. Рассчитать змеевик, который необходимо установить в реакторе с КС для поддержания в нем температуры t = 500 °С. Диаметр реактора Dp = = 1 м. Высота слоя на пределе ожижения Нв = 0,6 м. Ожижаемые частицы — алюмосиликатный катализатор d = 1 мм, плотность материала частиц рм ==» = 1200 кг/м3. Слой ожижается газом при атмосферном давлении с теплофизиче-скими свойствами, близкими к свойствам воздуха. Температура газа на входе в слой 20 °С. Расход газа Через слой G — 0,5 кг/с. Выделяемая в слое тепловая мощность химических реакций Qp = 0,5 МВт. Стенки реактора снабжены водо-охлаждаемой рубашкой, которая, как и змеевик, включена в контур циркуляции парового котла с давлением Р = 1,4 МПа, т.е. в рубашке и в змеевике кипит вода при Р = 1,4 МПа.

1. Критерий Архимеда:

Sd3 Рм-Рс 9.81 (Ы0~3)3 1200- 0,456

v* Рс (79,38. Ю-6)2 0,456

Здесь vc = 79,38-Ю-8 м2/с, рс = 0,456 кг/м8 при U = 500°С и атмосферном давлении,

2. Критическая скорость псевдоожижения wKP (см. (2.11)):

ReKp = — , — 2,36; wKp =

4095 „ _ ReKPvc

2,36-79,38.10

— = 0,19 м/с

1400 + 5,22 V4095

1.10~3

ч-6

3. Оптимальная по теплообмену скорость о>0пт (см. (2.28)):

4095 11,6-79,38-10 Апо ,

ReonT = / = 11,6; шопт = о = 0,92 м/с

18 + 5.22V4095 1 • 10 3

4. Скорость витания (уноса) частиц (см. (2.29)):

4095 „с 72,6 • 79,38 • 10~6 е .

Rev = ._ == 72,6; wv = —: Что = 5,76 м/с

18 + 0,6 V4095 1-10 3

5. Действительная скорость газа в аппарате:

G 4 0,5 4

w = — = . лг.„ к — 1,4 м/с

рс nD2 0,456 з, 14 • I2

Она лежит в интервале от w0Tn до 0,5t%, поэтому условия по теплообмену соответствуют оптимальным.

6. Площадь стенки, контактирующей с КС в пределах высоты исходного (неожиженного) состояния: FCT = nDpHa = 3,14-1 0,6 = 1,88 м2.

7. В формулы для расчета коэффициента теплоотдачи следует подставлять теплофизические параметры газа при ? = 0,5(/ + ^ст).

Средняя температура между слоем и поверхностью (температура поверхности теплообмена может быть принята равной температуре кипения воды tH = = 196 °С при Р = 1,4 МПа, поскольку коэффициенты теплоотдачи от стенки к жидкости намного больше, чем от кипящего слоя к стенке): 1— (t-{-tH)/2 = = (500 + 196)/2 = 348 °С. При этой температуре рс = 0,566 кг/м3; vc =-= 55,46-Ю-6 м2/с; К = 4,91 • 10~2 Вт/(м2-К); Рг = 0,676. Следовательно

Д - 9.81 (1 • 10~3)3 1200 — 0,566 _

(55,46 • ю"6)2 ода

8. Максимальный коэффициент теплоотдачи к погруженному в слой телу

(см. (2.27)):

Numax = 0,85 • 6759°'19 + 0,006 • 67590,5 • 0,676(Ш = 4,97

«шах = = 4,97 - 4,91 - 10~2/l • 10~3 = 244 Вт/(м2 • К)

9. Коэффициент теплоотдачи от стенки аппарата принимается на 20 % ниже

остах в соответствии с формулой (2.34): ар == 0,8-244 = 195 Вт/(м2-К).

10. Тепловая мощность, передаваемая от слоя к охлаждаемой стенке: Qct = = avF„{t — tK) = 195-1,88(500—196) = 111,4 кВт.

11. Тепловая мощность, затрачиваемая на нагрев газа от to до t, составит: Qc = CcG(t — tQ) = 1,01-0,5(500—20) = 242,4 кВт.

12. Тепловая мощность, которую необходимо передать от КС к змеевику: <2зм = Qp — Qct — Qc = 500 — 111,4 — 242,4 = 146,2 кВт.

13. Поверхность змеевика:

F Q3M _ 146,2-10* _

зм атах (*-*„) 244(500- 196)

14. Длина труб змеевика при наружном диаметре d3K = 41 мм равна /Зм — = F34/(nd3M) = 1,97/(3,14-0,041) = 15,3 м (расчет ведется по наружному диаметру, поскольку коэффициент теплоотдачи здесь много ниже, чем внутри трубы).

15. В круглом аппарате змеевики удобнее выполнять в виде плоских спиралей (рис. 2.15). Шаг спирали принимается равным 100 мм с таким расчетом, чтобы Si/dsu > 2. Коэффициент теплоотдачи при этом равен атах._Длина змеевика в одной спирали: U = jiD3Mn = 3,14-0,5-4 = 6,18 м, где Ё»зм — средний диаметр змеевиков в спирали, п — число витков.

16. Число спиралей: N = /3M//i = 15,3/6,18 = 2,5.

Для обеспечения возможности регулирования температуры слоя при наладке и эксплуатации примем три змеевика, причем верхнюю спираль расположим по поверхности воображаемого конуса (рис. 2.15) в зоне всплесков над слоем. При этом изменение высоты слоя за счет удаления или добавления частиц либо изменения скоро

страница 45
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

Скачать книгу "Расчеты аппаратов кипящего слоя" (4.83Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
кофеварка гейзерная "hatamoto"
телевизоры премиум класса бренды
сетка рабица краснодарский край от частных лиц
цены на ванну

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.01.2017)