для определения частоты вибрации, обеспечивающей максимальные коэффициенты тепло – и массообмена в слое:

____________

f_>опт = (n/4H_>0) [(1 – ωε_>0) / (1 – ε_>0)] (γP/ρ_>т)/(1 – ε/), Гц, n = 1, 2, 3 …

где ω – степень расширения слоя при α = α_>m>ах и ε/ – порозность слоя с модулем упругости, равным модулю упругости газовой среды (ε/ > 0,8).

1.1.5 Виброкипящий слой. Обсуждение результатов.

Сопоставим на одном рисунке (рис. 1.24) зависимости от давления Р коэффициента теплообмена α и статического перепада давления газа (воздуха)

∆Р_>ст. Эти кривые – типичные и при их анализе можно различить четыре области характерного соответствия между гидродинамикой слоя и теплообменными процессами в нём (сравните, например, рис. 1.6 и рис. 1.22):

В области I ∆Р_>ст ≈ 0, давление газа меньше Р_>0 ≈ (0,7 – 1,4) кПа и, так как при этом расчётное значение f_>с << f, которая обычно превышает 15 – 18 Гц, то, согласно (2), α = 0,433 α_>max.

В области II статический перепад отрицательный, ∆Р_>ст < 0, α < 0,433 α_>max, а границы области – от Р_>0 до Р*_>1 , причём последнее определяется по формуле:

Р*_>1 = (16Н_>0 ^>2 ρ_>0 f^>2 / γ)[(1 – ε_>0)/(1 – ε_>в1)] ^>2,

когда Н_>0, ρ_>0 и ε_>0 – параметры свободно насыпанного слоя, а ε_>в1 = 0,488.

В области III статический перепад положительный, ∆Р_>ст > 0, коэффициент теплообмена увеличивается от 0,433 α_>max до α_>max, а интервал давлений составляет от Р*_>1 до Р_{> α>max} , которое примерно равно Р*_>2 :

Р*_>2 = (16Н_>0 ^>2 ρ_>0 f^>2 / γ)[(1 – ε_>0)/(1 – ε_>в2)] ^>2,

причём ε_>в>2 = 0,724; кроме этого:

Р_{> α>max} ≈ 0,8 Р*_>2.

В большей части области III

∆Р_>ст^>+ = ∆Р_>ст>max^>+ .

Наконец, в области IV ∆Р_>ст^>+, быстро уменьшаясь, достигает отрицательных значений, что, как и в области II, сопровождается снижением интенсивности теплообмена.

Хотя резонансные явления возникают в широком диапазоне давлений газа,

(∆Р_>ст^>+ зафиксирован от Р*_>1 до Р*_>2 ), отмечен для давления воздуха до атмосферного Р ≈ 95 кПа лишь один максимум на кривой α (Р), чему соответствует порозность слоя ε ≈ 0,7. По – видимому, при Р < Р_{> α>max} , когда

ε_>в < 0,7, степень расширения слоя и интенсивность его перемешивания недостаточны для достижения α_>max. Наоборот, при Р > Р_{> α>max}, (0,7 < ε_>в < 0,724),

происходит значительное расширение слоя, он насыщается газом и возрастает термическое сопротивление между частицами. Коэффициент теплообмена α вновь уменьшается.

Аналогичное прохождение кривой коэффициента теплообмена через максимум известно в исследованиях по кипящему слою, [ 9 ].

      Список источников, использованных в п. 1.1

1. Членов В.А., Михайлов Н.В. Явление возникновения статического перепада давления газа в виброкипящем слое. Открытие / Приоритет от 04 июля 1963 г. Диплом №138.

Также: Явление возникновения статического перепада давления газа в виброкипящем слое. [Административный ресурс] http://nplit.ru/books .

Также: Выдержка из книги «Конюшая, «Открытия советских учёных» [Административный ресурс] http://www.ngpedia.ru/cgi-bin/ .

2. Виброкипящий слой / В.А. Членов и Н.В. Михайлов – М.: Наука, 1972.

3. Контроль пылеулавливающих установок / Г.М. Гордон и И.П. Пейсахов – М.: Металлургия, 1978.

4. Краткий справочник химика. – М.: Химия, 1979.

5. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчённых материалов – Л.: Химия, 1974.

6. Измерения в дисперсных системах /Б.И. Леончик и В.П. Маякин – М.:Энергия, 1971.

7. Промышленное псевдо ожижение / Д. Кунии и О. Левеншпиль – М.: Химия, 1978.

8. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Гидравлические и тепловые основы работы / М.Э. Аэров, О.М. Тодес и Д.А. Наринский – Л.: Химия, 1979.176 с.

9. Стрелков. С.Г. Введение в теорию колебаний. – М.: 1964.