ВПЛИВ КЛАПАННОГО ЕФЕКТУ НА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНІСТЬ ШАРОВИХ ГАЗОДИНАМІЧНИХ СИСТЕМ
Journal Title: Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність - Year 2021, Vol 3, Issue 2
Abstract
На енергоефективність газодинамічних процесів шарових систем істотно впливають напрямок руху газів та властивості зернистого шару, які мають бути враховані у формулі Дарсі-Вейсбаха. Складний вигляд закономірності коефіцієнта опору від частки дрібних фракцій у шарі обґрунтовується хвилеподібною формою каналів, у яких розміщуються дрібні фракції. Однак, дане явище також може бути обґрунтовано примусовою міграцією дрібних частинок усередині порожнин шару під впливом рухомих газів. Досліджено вплив рухливості частинок під час продування повітрям розділених та змішаних зернистих шарів на коефіцієнт газодинамічного опору. Для монофракційних шарів спостерігали плавне зниження величини коефіцієнта зі збільшенням витрати повітря до переходу шару в режим псевдозрідження. Для розділених шарів виявлено злами, зумовлені формуванням малопроникної ділянки за рахунок розміщення дрібних фракцій у вузьких місцях між великими. Наявність такого зламу залежить від співвідношення розмірів частинок та їхньої шорсткості. Збільшення тиску під шаром забезпечує поступове переміщення дрібних фракцій вгору порожнечами між великими фракціями. Зверху утворювався шар із дрібних кульок та втрати тиску в усьому шарі стали приблизно вдвічі вищими, ніж для розділеного шару. Це зумовлено тим, що дрібні кульки повністю заповнюють порожнечі між великими котунами та загальна висота стовпа кульок у каналах шару збільшилася приблизно вдвічі по відношенню до вихідної висоти засипки. Крім того, збільшується звивистість каналів між великими котунами, якими проходить повітря, що сприяє підвищенню газодинамічного опору шару. Для монофракційної шихти дрібних кульок при критичному перепаді тиску газу спостерігається різкий перехід у «киплячий» шар, відбуваються пульсації тиску ±100 Па та витрати ±0,365·10–3 м3/с. Після формування каналів-гейзерів відбувається мимовільне різке падіння перепаду. Жорстка структура шару, яка характерна для агломераційного процесу, забезпечує рівномірний рух газів в шарі, але клапанний ефект виникає при вмісті дрібних фракцій в шарі більше 3,1 % та підвищує енергозатрати на рух газів в шарі на 30 %. При цьому відбувається розміщення двох і більше частинок в таких порожнинах між великими та які утримуються в них за рахунок сил тертя. Усунення малопроникного бар’єру дозволить підвищити висоту спікного шару з 400 до 550–600 мм та знизити витрати твердого палива шихти на 10–15 % за рахунок його перерозподілу по висоті.
Authors and Affiliations
Сергій Вікторович Крівенко
Keywords
Related Articles
- EP ID EP704064
- DOI https://doi.org/10.20998/2224-0349.2021.02.16
- Views 59
- Downloads 0
Атомна енергетика Китаю в контексті декарбонізації світової енергетики
Проаналізовано глобальну структуру споживання енергетичних ресурсів. Показано, що загальне споживання енергоресурсів у 20 столітті зросло майже в 15 разів і становило у 2000 році близько 118 ПВт∙год. З них понад 80 % при...
Аналіз особливостей старіння трансформаторних масел в автотрансформаторах 330 кВ протягом тривалої експлуатації
Виконано аналіз залежностей показників трансформаторних масел в баках автотрансформаторів напругою 330 кВ від тривалості експлуатації. Наведено опис моделі дисперсійного аналізу для перевірки залежностей на відхилення ві...
Порівняльний аналіз накопичувачів енергії різних типів - літій-залізо-фосфатних (LiFePO4) та натрій-іонних (Na-Ion)
Зберігання енергії – це процес накопичення, вивільнення та управління енергією, який відбувається за допомогою накопичувачів. На сьогодні цей принцип зберігання енергії наразі відіграє важливу роль в енергопостачанні. Ос...
Аналіз показників якості послуг з постачання електричної енергії на прикладі оператора системи розподілу АТ "Харківобленерго"
Постановою Національної комісії у 2021 року для оператора системи розподілу АТ «Харківобленерго», який здійснює свою діяльність на території міста Харкова та Харківської області, було встановлено тариф на послуги з розпо...
Перспективи створення уточненої моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізоляторів
Робота присвячена виявленню перспектив створення моделі втрат на струми витоку по забрудненням на поверхнях ізолятору. Метою був пошук математичних моделей, що достатньо точно опишуть втрати на струми витоку для оцінки ї...