Экспериментально исследован теплообмен в высокотемпературном кипящем слое с крупными частицами для того, чтобы обеспечить выполнение экологических требований к системам теплоснабжения. Для решения поставленной задачи разработана экспериментальная установка, обеспечивающая проведение исследований при температуре кипящего слоя и пульсирующего кипящего слоя в диапазоне 800 - 1000 <$E symbol Р>С. Температура кипящего слоя обеспечивалась путем сжигания природного газа и древесных отходов. В качестве материала слоя использовались песок и шамот с размером частиц от 1,0 до 5,0 мм. Исследовались гладкие и поперечно оребренные трубы с различной высотой и шагом ребер. Опыты в высокотемпературном пульсирующем кипящем слое проводились при пульсирующем сжигании природного газа либо в подрешеточной камере, в которую раздельно подавались природный газ и воздух. Частота пульсаций горения обеспечивалась системой автоматики. Представлены результаты физического моделирования оценки коэффициентов теплоотдачи гладких и оребренных труб в кипящем слое крупных частиц при сжигании древесных отходов и газообразного топлива. Показано, что коэффициент теплоотдачи с повышением температуры возрастает в 2 - 2,5 раза, и в слое с диаметром частиц 2,5 - 5 мм составляет 300 - 350 Вт/(м<^>2/К), что значительно выше, чем для слоевых топок. Результаты опытов представлены в виде обобщенной зависимости, учитывающей диаметр частиц и значение коэффициента оребрения. Теплоотдача оребренных труб на 15 - 20 % ниже, чем гладких труб, но плотность теплового потока, отнесенная к площади оребренной трубы, равна 0,12 - 0,20 МВт/м<^>2 , что выше, чем для гладких труб. При пульсирующей подаче топлива с частотой 1 - 2 Гц коэффициент теплоотдачи возрастает от 10 - 15 % до 25 - 30 %. При частоте пульсаций от 2 до 5 Гц коэффициент теплоотдачи изменяется от 510 до 570 Вт/(м<^>2/К). При дальнейшем увеличении частоты пульсаций коэффициент теплоотдачи уменьшается и составляет 515 - 520 Вт/(м<^>2/К). Показано существенное влияние скважности пульсаций от 0,8 до 0,3: коэффициент теплоотдачи увеличивается на 30 - 35 %. Однако, при этом наблюдается неустойчивый режим горения газовоздушной смеси и выброс частиц материала из слоя. Результаты опытов представлены в виде обобщенной зависимости. Представлены впервые полученные опытные данные значений коэффициентов теплоотдачи оребренных труб в кипящем слое и пульсирующем кипящем слое крупных частиц при температуре слоя 800 - 1100 <$E symbol Р>С. Полученные результаты позволяют разрабатывать топочные устройства с низкотемпературным кипящим слоем путем погружения в слой оребренных трубчатых поверхностей. Опытные данные обобщены и представлены в критериальном виде, удобном для практического использования.

  Повний текст PDF - 1.019 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації