Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет icon

Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет




Скачати 34.74 Kb.
НазваГ. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет
Дата02.07.2012
Розмір34.74 Kb.
ТипДокументи



МАССООБМЕН ГОРЯЩЕГО СЛОЯ


А.Н. Куля, Ю.А. Боев, Г.Г. Пятышкин

Донецкий национальный технический университет


Слоевой метод сжигания твердого топлива занимает далеко не последнее место в технологии сжигания наряду с факельными методами. Он является наиболее простым и широко распространенным в энергетике, металлургии, а также во многих отраслях народного хозяйства.

В слое сочетаются два противоположных по своей форме течения – движение газообразной фазы внутри каналов, созданных частицами, и движение этих частиц. В гидравлическом отношении слой представляет собой ряд местных сопротивлений, состоящих из многочисленных взаимных расширений и сужений, искривленных каналов и т. п.

До вступления в зону горения или газификации кусок топлива при своем движении подвергается нагреву и сушке, выделению летучих и превращению в полукокс.

Горение слоя усложняется изменением его структуры вследствие выгорания частиц, неизотермическими условиями процесса, кроме того, он является сложным и с химической стороны, т. к. состоит из различных типов реакций – гетерогенных и гомогенных.

В связи с постоянным дефицитом и дороговизной природных топливных ресурсов, все актуальнее становятся вопросы, связанные с производством и использованием искусственного топлива. Одним из видов такого топлива являются газы безостановочной газификации, получаемые в процессе нагрева твердого топлива с частичным его сжиганием.

Одним из способов использования обедненных углей является предварительная их газификация в газогенераторах, с последующим сжиганием полученного газа в энергетических агрегатах.

Введение дополнительного звена в переработку топлива увеличивает вероятность появления дополнительных источников, загрязняющих окружающую среду. Поэтому при проектировании таких агрегатов, следует детально учитывать протекающие химические процессы.

Процесс горения будем рассматривать в цилиндрической области, диаметром D и высотой Н, которая заполнена частицами твердого топлива с диаметром d. Наружные поверхности области примем теплоизолированными, что позволяет рассматривать одномерную задачу относительно координаты z. При z = 0, т. е. на колосниковой решетке будет задано атмосферное давление Р = Ратм. При известном перепаде давления можно определить массовую скорость газообразной фазы W (рис 1).

В начальный момент времени во всей рассматриваемой области известно поле температуры Т0, порозность слоя ?0 и теплофизические параметры топлива (энтальпия, плотность). Кроме того, процесс горения или газификации протекает равномерно, и топливо возобновляется с такой же скоростью, с какой оно сгорается или газифицируется.

В последующий момент времени температуру при z = 0 повышаем до величины Тг (температура горения), что отвечает началу воспламенения топлива на колосниковой решетке.


Р
исунок 1 – Схема исследуемой области


Для твердой фазы нестационарное уравнение переноса тепла имеет вид:

,

а для газообразной фазы нестационарное уравнение переноса тепла имеет вид:

,

где i = 1…N – соответствующий компонент реакции (1 – углерод С; 2 – кислород О2; 3 – окись углерода СО; 4 – водород Н2; 5 – водяной пар Н2О; 6 – углекислый газ СО2); ? – порозность элемента объема; НТ, Нг – энтальпии твердой и газообразной фаз; ?Т, ?г – плотность твердой и газообразной фаз; tТ, tг – температура твердой и газообразной фаз; W – массовая скорость движения газообразной фазы; ?эф – эффективная теплопроводность всего элементарного объема; – массовые скорости образования (расходования) i – го компонента; ?V – средний объемный коэффициент теплоотдачи между газообразной и твердой фазами; f – эффективная удельная площадь поверхности контакта между газообразной и твердой фазами; – теплота образования i – го компонента.

Кроме уравнений сохранения энергии в каждой фазе нужны уравнения диффузии, выражающие закон сохранения массы i – го компонента, при этом для твердой фазы массовая скорость её движения равна нулю.



где ? – плотность газообразной среды; сi концентрация i – го компонента; D – коэффициент диффузии.

Процесс выгорания в слое описывается уравнением



где r – радиус частицы топлива; ^ М – суммарный стехиометрический коэффициент реакций; ?Тплотность твердого топлива; соответственно суммарная константа реакции и концентрация i – го компонента.

Решение задачи численными методами даст распределение температур по всей высоте слоя и состав продуктов сгорания на выходе из исследуемой области. Это позволит узнать закономерность горения топлива в слое с целью управления им и организации такого процесса горения, при котором содержание вредных выбросов в продуктах сгорания будет минимальным.

Схожі:

Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconЗав каф. ВмиП, д т. н., проф. Павлыш В. Н. открывает олимпиаду
Донецка (Донецкий национальный технический университет, Донецкий национальный университет экономики и торговли, Донецкий инженерно-экономический...
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconДонецкий национальный технический университет институт международного сотрудничества
Доннту стал третьим в рейтинге вузов Украины «Компас-2009». Наш вуз опередили Национальный технический университет «кпи» и Киевский...
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconГ. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет
Слоевой метод сжигания твердого топлива занимает далеко не последнее место в технологии сжигания наряду с факельными методами. Он...
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconУважаемый коллега!
Донецкий национальный технический университет, Брянский государственный технический университет и Таганрогский технологический институт...
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconУважаемый коллега!
Донецкий национальный технический университет, Брянский государственный технический университет и Таганрогский технологический институт...
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconДонецкий национальный технический университет Факультет компьютерных наук и технологий

Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconЮфу 11-13 октября 2010 г
Донецкий национальный технический университет, Брянский государственный технический университет и Таганрогский технологический институт...
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет icon11) 79692 (19) ua (51) мпк
«донецкий национальный технический (46) Дата публикации сведений 10. 07. 2007 университет»
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconДонецкий Национальный Технический Университет
Сравнительный анализ конкурентоспособности операторов мобильной связи на региональном рынке Донбасса
Г. Г. Пятышкин Донецкий национальный технический университет iconРектору Госвуза «Донецкий национальный технический университет»
Прошу Вашого разрешения принять меня на научную стажировку по специальности
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи