1598005868-03648c969f647e9d2289db563a03b78d (811236), страница 50
Текст из файла (страница 50)
е. б1) н т. Прн выгорании частиц в диффузионной области отношение 1)нпР/(/2~61) стремится к нулю. При этом из уравнения (9-5) для двух фракций (/-й н самой крупной — первой) получаются следующие выражения: 2м )чпо2) т Уа Г У вЂ” 0,21 — ' (а — 1) — +б; йТ ' у ~ уе иб1 2М (Чпо 2) Р Уе à — 0,21 — ' (а — 1) — + 6 (9-22) или бсс(б1 = — 2М Ыпр РСо,<Ыр„б,с/ба = — 2М Иио РСо,Мра. Считая, что диффузионный критерий Ыпо одинаков для частиц всех фракций, встречающихся при пылевидном св(иганнн 24ч прямоточного факела, и повторяя предыдущие рассуждения для кинетической области, можно записать, что йб~ = дб~ и 2 2 е =~без,— (6',,— бо)1по, (9-23) а (бод« = (бо~ — 6',)'". Из анализа выражения (9-23) следует, что в диффузионной области выгорание более мелких частиц идет быстрее, чем крупных, т.
е. скорость выгорания мелких частиц больше скорости выгорания крупных частиц (см. рис. 9-5). Следовательно, кривые выгорания в этом случае не эквидистантны 1эквидистантными будут кривые 61=1(т)]. Из уравнения (9-6) для диффузионной области, повторяя аналогичные выкладки для кинетической области, находим 1 е-«ЧР Р = Котп ~, „(у' — (1 — х')]ч ду = Ко1, (х), (! — «) ' где 1 о е-«е 1т (х) = тп ~, „(у' — (1 — х )) ' ду. «е)'ь Интеграл 1~(х) определяется численно.
При расчетах принимается т=6,9 по соображениям, изложенным выше. Зависимость 1,(х) для диффузионной области при различных п представлена на рис. 9-6. Видно, что при прочих равных условиях при одном и том же х интеграл 1,(х) в кинетической области больше, чем в диффузионной. Это связано с тем, что, как следует из анализа (9-12) и (9-23), мелкие частицы в диффузионной области выгорают интенсивнее, чем в кинетической.
Уравнение выгорания наиболее крупной частицы факела в диффузионной области (9-22) примет следующий вид: 2 22,4 Рт Ы" о «« р у дт уо (а — 1) — + Ко1т (х) уо (9-24) 249 или — (а +1,(х)). раз,~ Если отнести р и Р к средней температуре факела, то после ! интегрирования (9-24) получим ! — — 1, (х), (9-25) (Мо~ Рвм 5 о+Г~(«1 « где аввв= Хцп 0Явз — коэффициент диффузионного обмена для исходной частицы наиболее крупной фракции, интеграл 7з(х), так же как и в кинетической области, определяется численно.
Зависимость между 7,(х) = ОЙ(Р н Мцл):)т7(рбщ) для и=1 представлена на рис. 9-7 Как видно из рисунка, при одном и том же 7~(х) и прочих равных условиях 1з(х) в диффузионной области меньше, чем в кинетической. Нужно иметь в виду, что в реальных случаях частица не может гореть до конца по закономерностям диффузионного горения, По мере уменьшения размера частицы интенсифицируется диффузионный обмен и лимитировать процесс начинают кинетические факторы. 9-3. ГОРЕНИЕ ПОЛИавРАКЦИОННОГО ФАКЕЛА В ПРОМЕ1КУТОЧНОЙ ОЕЛАСТИ Горение частиц в промежуточной области описывается уравнениями выгорания (9-5) для 1-й и самой крупной фракций следующим образом: ук (а — 1) — + б; — 0,21 й7 ' рк Ув 1+— Хин 0 1к А! (а — 1) — + 6 ° ЕВ, Р, х.19 — — — 0,21 Ет Л7 ' рк вв 1+— Мко Г1 (9-26) Так же как и в диффузионной области, считая Инв одинаковым для частиц всех фракций и повторяя прежние рассуждения, можно записать (1 + Ф )в(бв= (1 + ' ' )Иб .
(9-27) Интегрирование соотношения (9-27) при отнесении константы скорости горения и коэффициента диффузии к средней эффективной температуре факела устанавливает связь между размерами частиц любых фракций в полифракционном факеле: Ь! авв Мао В авам (9-28) Точно так же, как для кинетической и диффузионной областей, можно записать, что О=КР/т(х), где интеграл 11(х) определяется для промежуточной области по формуле (9-6) по изложенной выше методике *. Подставив в уравнение (9-26) выражение 0 = Кп/, (х) и выполнив соответствующие преобразования, можно получить о(х хт а+ 1т(х) дт 1)бог (9-29) + Дтбо, )чпп В Уравнение (9-29) после интегрирования при средней эффективной температуре факела приводится к виду ! дтб„т хтт )Чпо 0 Рбот а + 1т (х) (9-30) о Интеграл 1,(х) для промежуточной области ие приводится из-за громоздкости (ем.
[44)), гб( Из уравнений (9-27) — (9-30) легко получить соответствую шие выражения для предельных случаев (кинетическая и диф. фузионпая области). Большая серия расчетов горения полифракционного факела в промежуточной области по уравнению (9-30) показала, что зависимости МЯбо1) =/[/т|бо1/(Р)но0)] и Р(ипйт/(()бе,) = =/(Мпо0/(/етбот)), полученные решением уравнения, аппроксимируются практически прямыми линиями (рис. 9-8) независимо от значений л и /1(х).
Точками на графике показаны решения уравнения выгорания (9-30) при определенных значениях и и /1(х), а именно при и=1; /1(х) =0,01, Для других значений п и /1(х) строятся аналогичные графики. Из рис. 9-8 видно влияние температуры процесса и размера самой крупной частицы па время выгорания факела. При переходе из кинетической области, где й1бе1/((т)ио0) =О, или из диффузионной области, где 1)пп0/(Мо~) =О, в промежуточную соответствующая величина /т|т/(рбе1) или )ч)по Рт/(()бо,) возрастает.
Если этот переход из кинетической области осуществляется за счет увеличения размера частиц беь то время выгорания т увеличивается. Если же переход происходит благодаря повышению температуры, то время выгорания уменьшается, так как константа /т1 увеличивается быстрее роста всего комплекса /еот/(Рбе|). Если переход пз диффузионной области осуществляется из-за уменьшения размера частиц бщ, то время выгорания уменьшается, так как боР уменьшается быстрее роста ком- 2,0 2,0 Рис. 9-8. Зависимость ыпвгзт 18 18 Йи 17 17 // ~~~ ) дли и — 1 1 (к)=О,О( 1,0 1,0 ()Чпв(У ~ 0,8 08 при разных а АО 0,6 А4 04 п М„Р /(()бй ) А2 й2 причиной перехода является снижение температуры, то время выгорания возрастает.
Для расчетов горения в промежуточной области достаточно знать величину /з~т/(~ба~) для кинетической области, МпвРт/(()бм) для диффузионной, а также А~т/(ббпр) для промежуточной области при Мпв0/(й~бщ) =1. В остальных случаях допустима линейная интерполяция.
Практически линейная связь между /з(х) и МпвР/(АФо~), а также между /з(х) и п (рис. 9-9) во всех областях реагирования позволила построить достаточно простую расчетную методику, основанную на номограммах для определения величины /з~т/фбщ) в кинетической области (й~бщ/(Мпв0)-ьО), а также в промежуточной области при МпвР/(й~бщ) =1 и величины Мпв Рт/(()В~а~) в диффузионной области (Мпвб/(А~ба~)-ь — 01.
Левые части номограмм (рис. 9-10, 9-11 и 9-12) представляют собой графики зависимости величин /з(х) =/т~т/(~бщ) или /з(х) =МпвРт/(()ба~) от параметра а при разных значениях 1~(х) и при а=1. На рис. 9-7 представлены те же данные для кинетической и диффузионной областей, ло в других коорди- О АО Мр0 Ь з~ В) а) ОВ О,В 010 0,2 чОВ йВ 1,0 12 14 16 ООО 10 17 1,4 1В ООВ 10 17 14 16 Рнс, 9-9. Зависимость 1з /(а) дли 1ь О,еб прн разном параметре а: в киие1жческой области (а); в промежуточной при Аабза/()хпа))) 1 (б) н в диффузионной (а) !аа ор а,г пв !цацвцо цг цт цпа аоцпгцппцдцпо пвцгцг цацаа Рис 9ЛО Номограмма дли расчета выгорании полифракннонного пылеуголь- ного факела в кинетической области натах По графикам в правой части номограмм на рис. 9-10, 9-11 и 9-!2 можно определить поправочные коэффициенты Ь для пФ! и вычислить искомые величины по соотношениям 1а(х)= ' = ' ~ +Ь(п — !); ббм ббат !лг т 1() — -(Ь( 1) р ог б ог 6 б (9-31) 1а (Х) = 12 (Х) + [12 (Х) — 12 (Х)з Нно О при О( ' "' <1; Гттбаг Нип гт (9-32) 1,(.) = 1лаф(.)+ '"" [1."'() — 1а"'( И нтбат при О( о (1, дно гт А,бм Точность приближенных линейных зависимостей (9-31) достаточна для практических целей в интервале значений и от 0,8 до 1,6.
Для определения 1т(х) прн промежуточных значениях параметра й,бо~/(Ип„0) необходимо строить вспомогательные графики, аналогичные рис. 9-8, нли пользоваться выражениями , для линейной интерполяции: 'г 1 1йбйбйб й2 йг 00000е ббущи нашбаббй1 '..йг йбаб т'. Рис. 9-11. Номограмма для расчета выгорання полифракцнонного пылеуголь.
ного факела в промежуточной области прн йгбаг/(Хил0)=1 10 4,. ггг йбб 402 г 000» 02 ф фифл002 аога0200000001 02 йбйб у Рис. 9-12. Номограмма для расчета выгорании полифракциоиного пылеуголь ного факела в диффуаиониой области где 1я™ (х),1яв(х), 1$'~(х)определяются для кинетической, про межуточной при й~йег((Хпп11) =1 или диффузионной област1 по номограммам 9-10, 9-11, 9-12. Интеграл /,(х) прп люоых условиях процесса горения определяется выражением 6 Ч4 Ой 1 /1(х) = — = — — —, К 1ОО О К (9-33) 9.А ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ФАКЕЛА В завершение расчета выгорания полифракционного факела необходимо определить среднюю эффективную температуру факела.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
