Гидродинамика псевдоожижженного слоя. Циркуляционный кипящий слой
Условием, обеспечивающим взвешенное состояние твердой фазы в псевдоожиженном слое, является равенство силы гидродинамического сопротивления слоя и веса всех его твердых частиц за вычетом выталкивающей силы:
где 
- объем твердой фазы, S - полная площадь поперечного сечения слоя, rт - плотность твердых частиц, r - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения.
Из этого условия получают формулу для расчета гидродинамического сопротивления псевдоожиженного слоя:
График изменения гидродинамического сопротивления зернистого слоя представлен на рис. 3 в виде зависимости потери давления 
от фиктивной скорости газа v0. Этот график имеет две принципиально разные области. Первая из них относится к неподвижному зернистому слою, перепад давления в котором возрастает при увеличении фиктивной скорости вплоть до скорости псевдоожижения vnc. В этой точке неподвижный зернистый слой начинает переходить в псевдоожиженное состояние под воздействием увеличившейся силы гидродинамического сопротивления.
Во второй области при увеличении фиктивной скорости v0 сопротивление зернистого слоя в состоянии псевдоожижения остается приблизительно постоянным до тех пор, пока скорость потока не достигнет скорости уноса vyн, равной скорости витания vвит. Так как при этом порозность слоя приближается к единице, то зернистый слой практически разделяется на отдельные частицы, уносимые потоком жидкости или газа.
|
|
|
Твердые частицы в псевдоожиженном слое находятся в состоянии коллективного стесненного витания. Для расчета параметров псевдоожижения для частиц округлой формы, близкой к шарообразной, подобрана формула, распространяющая выражение для скорости свободного осаждения на случай стесненного витания частиц,
Здесь число Рейнольдса Re0 определено по среднему диаметру частиц и фиктивной скорости:
.
Таким образом, пределы существования псевдоожиженного слоя ограничены снизу скоростью псевдоожижения vnc (при e » 0,4) и сверху - скоростью уноса vун (при e » 1).
Рис. 3. Гидродинамическое сопротивление Ар зернистого слоя: I - неподвижного, II – псевдоожиженного.
Циркуляционный кипящий слой. Данная технология является промежуточной между обычным кипящим слоем и камерным сжиганием. Основная часть частиц при этом взвешена в кипящем слое, но дутьё более сильное, и значительное количество несгоревших частиц выносится выше слоя (хотя частично они оседают обратно, попадая в застойные зоны у стенок топки, так что циркуляция топлива идет по всей ее высоте). Для их улавливания за топкой присутствует циклон, из которого твердые частицы вновь подаются в зону горения. В циркуляционный кипящий слой (ИКС) также дозировано добавляют известняк для подавления оксидов серы; оксиды азота в них также весьма низкие и не требует специального улавливания. Основное достоинство этой технологии - отсутствие жестких требований, как к химическому составу, так и к тонкости размола и однородности состава топлива. Выброс золы с газами небольшой, но установка электрофильтров все-таки требуется.
|
|
|
Недостатками являются большой расход электроэнергии на дутье и большая сложность изготовления и автоматизации котлов ИКС. В настоящее время в России такие котлы не выпускаются.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 71; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!