Анализ гидродинамических процессов в кипящем слое

Аннотация

Актуальность: в области тепловой энергетики одной из актуальных проблем является эффективное сжигание топлива, максимальная передача тепла и снижение выбросов. Для решения этих задач особую роль играют технологии с малообъемными кипящими слоями, существенно улучшая работу энергетических систем. Кипящий слой - это сложная гидродинамическая среда, состоящая из смеси газа и мелких частиц, через которую процессы тепло- и массопереноса происходят с высокой эффективностью. Изучение гидродинамических процессов в кипящем слое, их математическое моделирование и внедрение в практику имеет важное стратегическое значение для модернизации тепловых энергетических систем, повышения их эффективности и обеспечения экологической устойчивости.

Цель: изучение гидродинамических процессов, возникающих на основе взаимодействия газа и твердых частиц в кипящем слое, математическое моделирование и определение основных факторов, влияющих на работу системы на основе экспериментальных данных.

Методы: теоретическое изучение физико-механических свойств кипящего слоя и ознакомление с его разновидностями. Расчёты проводятся на основе таких параметров, как диаметр и плотность частиц, скорость газа, числа Рейнольдса и Нуссельта, а также пористость ε для кипящего слоя. Также проводится анализ графика изменения гидравлического сопротивления слоя в зависимости от скорости потока.

Результаты: раскрыт основной принцип работы систем с кипящим слоем, приведены основные характеристики, присущие кипящему слою при сжигании топлива, а также указаны необходимые размеры частиц для эффективной работы слоя. Освещён график изменения гидравлического сопротивления слоя в зависимости от скорости потока, а также выполнен гидродинамический анализ псевдоожиженного кипящего слоя.