Основы математического моделирования и оптимизации процессов и систем очистки и регенерации воздуха. Дворецкий С.И - 118 стр.

UptoLike

В неподвижном слое зернистого материала коэффициент массоотдачи между газом и поверхностью частицы
33,085,0
д
ScRe515,0Nu,2Re =<
,
33,047,0
д
ScRe725,0Nu,2Re30 =>
,
33,064,0
д
ScRe395,0Nu,30Re =
.
Здесь
,Sc,Nu
э
д
D
D
d
ν
=
β
=
D
коэффициент диффузии (самодиффузии) газа, м/с,
β
определяемый коэффициент мас-
соотдачи, 1/с.
3. По средним значениям температур газовых сред и коэффициентов теплоотдачи рассчитываются температуры по-
верхностей гранул активного вещества.
4. Для найденных температур поверхностей уточняются коэффициенты теплоотдачи и рассчитываются средние темпе-
ратуры газовых компонентов в текущей локальной области.
5. Пункты 2 – 4 повторяются до достаточного совпадения расчетных результатов (практическине более 3 раз).
6. Вычисляются температурные поля, тепловые потоки и составляющие тепловых балансов для момента окончания
локальной временной области.
При известных температурных полях численные значения удельных тепловых потоков определяются по закону Фурье:
(
)
n
nt
q
λ=
.
Тепловой баланс локальной области в нестационарном температурном режиме
Q
г1
+
Q
х
+
Q
ф
+
Q
г2
+
Q
к
+
Q
ав
+
Q
гт
+
Q
п
= 0,
где
Q
г1
тепловая мощность, привносимая газовым потоком;
Q
х
тепловая мощность теплового эффекта химических ре-
акций;
Q
ф
тепловая мощность, расходуемая на фазовый переход активного вещества;
Q
г2
тепловая мощность, отводи-
мая с отходящими газами;
Q
к
тепловая мощность, затраченная на нагрев конструкционных элементов;
Q
ав
тепловая
мощность, затраченная на нагрев активного вещества;
Q
гт
тепловая мощность, затраченная на нагрев газов в аппарате;
Q
п
тепловая мощность потерь в окружающее пространство.
7. Сохраняются массивы параметров, необходимые для расчета начального распределения температур локальной об-
ласти в последующем временном интервале.
8. Переход к расчету температурных полей очередной локальной временной области.
Алгоритм расчета нестационарного температурного поля регенеративного патрона.
1. Определяется температурное поле слоя активного вещества в результате предварительного прогрева.
2. Задаются предварительные геометрические размеры пространственных локальных областей по радиальной и продоль-
ной координатам.
3. Для локального интервала времени выполняется последовательный расчет температурных полей локальных про-
странственных областей по слоям с последовательным расчетом по радиальной координате внутри текущего слоя.
4. Определяются составляющие независимого интегрального теплового баланса для локальной временной области. При
значительном разбалансе осуществляется переход к п. 2.
5. Возврат к п. 3 при переходе к расчету очередного локального временного интервала. Несмотря на возможность про-
извольного выбора длительности локального временного интервала, целесообразно выбирать ее кратной времени прохожде-
ния газовым потоком пространственной локальной области.
Таким образом, последовательный расчет температурных полей локальных областей во времени и пространстве позво-
ляет получить расчетное нестационарное температурное поле регенеративного патрона за весь рабочий цикл.
3.6.2. Моделирование тепловых процессов в потоке рабочей среды и в конструкционных элементах регенеративного
теплообменника
Конструкция регенеративного теплообменника индивидуальных изолирующих дыхательных аппаратов (РТ ИИДА)
представлена на рис. 3.13. Основным конструкционным элементом регенеративного теплообменника является свернутая
в спираль гофрированная алюминиевая лента. При вдохе лента нагревается, охлаждая вдыхаемый воздух; при выдохе
охлаждается выдыхаемым воздухом.