Показать Слайд№7

Интенсивность теплоотвода

Окислительные процессы экзотермичны, поэтому они ведут к самонагреванию окисляющейся массы. Но как только ее температура превысит температуру окружающей среды, самонагревающаяся масса начинает охлаждаться. Интенсивность теплоотвода определяется размерами и формой скопления самонагревающегося материала, его теплофизическими свойствами, коэффициентом внешнего теплообмена (a), а также условиями хранения материала. Если материал находится в виде неподвижного скопления, то в этом случае наихудшие условия теплоотвода - от теплофизического центра. При достаточном притоке окислителя первоначальный очаг горения возникает именно там.

. Скорость охлаждения от теплофизического центра пропорциональна разности температур в центре и окружающей среды (DТ):

, (3)

где П₀ - параметр охлаждения, с ^-1.

Если самонагревающийся материал интенсивно перемешивается, то вся реагирующая масса имеет практически одну и ту же температуру. В этом случае теплоотвод протекает более интенсивно и опасность самовозгорания меньше, чем в случае неподвижного скопления.

В последнее время широкое распространение получили аэрофонтанная сушка сыпучих материалов и сушка методом активного вентилирования. Если температура подаваемого на сушку воздуха ниже критической температуры самовозгорания, то в этом случае отвод теплоты от самонагревающейся массы протекает более интенсивно, чем от не продуваемого скопления.

Во всех рассмотренных случаях скорость охлаждения наиболее нагретого элемента или всей самонагревающейся массы пропорциональна параметру (темпу) охлаждения .. Если материал находится в виде неподвижного скопления (силос, бункер, штабель и т.д.), то темп охлаждения равен

, (4)

где - критерий неравномерности нагрева; -коэффициент теплоотдачи, Вт/ (м²×К); F - внешняя поверхность скопления материала, контактирующая с окружающей средой, м²; с_Р - удельная теплоемкость, Дж/(кг ×К); r - насыпная плотность кг/м³ ; V - объем скопления материала, м³.

Критерий неравномерности нагрева определяется соотношением

, (5)

где DТ_F - величина разогрева поверхности, К; DT_Ц - величина разогрева теплофизического центра, К; n - относительный температурный градиент; l - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м×К); R_X – определяющий размер скопления материала, м.

R_X - равен минимальному расстоянию от теплообменной поверхности до теплофизического центра скопления (радиус цилиндра или сферы, половина толщины плоского слоя или ребра куба).

Относительный градиент n определяется кривизной теплообменной поверхности и условиями теплообмена. В приближенных расчетах его значение можно принимать равным 2.

При интенсивном перемешивании самонагревающейся массы критерий неравномерности нагрева y равен 1.

Если через скопление самовозгорающегося материала продувается газ (активное вентилирование, аэрофонтанная сушка), то в этом случае темп охлаждения равен

, (6)

где с_г и r_г - теплофизические характеристики газа; _г - скорость продувания газа через материал, м/с; с_м и r_м - теплофизические характеристики материала; Н_м - высота скопления материала, м.

Дата добавления: 2014-01-07