Степень измельчения и гранулометрический состав

Следует отметить, что по отношению к дисперсным мате­риалам термин «теплопроводность» может применяться лишь условно, если под этим понятием подразумевать не только кон — дуктивную теплопередачу (т. е. собственно теплопроводность), но и передачу тепла посредством конвекции и излучения. Та­ким образом, определенный для дисперсных сред коэффициент теплопроводности представляет собой некую величину, эквива­лентную коэффициенту теплопроводности в уравнении Фурье, если в целом это уравнение применимо в данных условиях (т. е. если процесс передачи тепла посредством перечисленных меха­низмов может быть достаточно точно описан этим уравнением). Эту величину поэтому правильнее называть эквивалентным ко­эффициентом теплопроводности (см. раздел II и др.). Имея это в виду, мы, однако, сохраним ради краткости общепринятый термин «теплопроводность».

Теплопроводность измельченных углей всегда значительно ниже теплопроводности угольных брикетов и тем более куско­ного угля. Это объясняется значительным тепловым сопротив­лением контактных участков между отдельными зернами, умень­шающимся (вследствие увеличения площади контактов) при прессовании образцов и отсутствующим в случае кускового уг­ля. Значительную роль при этом играет также изменение пори­стости и порозности.

Так, например, коэффициент теплопроводности дробленого угля (класс 0—3 мм) почти в 2 раза меньше соответствующего коэффициента, характерного для монолитного образца [87]. С повышением температуры разница в теплопроводности не­сколько уменьшается, поскольку в случае измельченных образ­цов возрастает вклад радиационной составляющей теплового потока, компенсирующей эту разницу.

Различие в коэффициентах температуропроводности, по не­которым данным, еще выше (в 3—3,5 раза).

С увеличением крупности помола коэффициент теплопро­водности засыпки возрастает (табл. XVI 1.5). Это происходит преимущественно вследствие того, что с увеличением среднего диаметра зерен уменьшается число контактных пятен в едини­це объема засыпки.

Таблица ХУП.4 Значения угловых коэффициентов

Уголь

Ар

Вт-м2/(кг-К)

Ккал-м2/(кг-ч-°С)

Д

0,174

0,150

Г

0,130

0,112

К

0,160

0,138

ОС

0,179

0,154

А

0,256

0,220

Шнхта

0,146

0,126

Таблица ХУП.5

Влияние степени измельчения угля на коэффициент теплопроводности

Измель­

Чение,

Мм

Коэффициент

Теплопроводности

Вт/(и-К)

Ккал'(м-чсС)

0,5—1

0,122

0,105

1—1,5

0,124

0,107

1,5—3

0,127

0,127

В разделе II были приведены формулы, предложенные Ц М. Вике и В. Петерсом [29] для определения теплопроводности ц дробленых углей (табл. XVII.6) в зависимости от среднего диа — | метра зерен и температуры. Результаты расчета по формулам * (П.25) и (11.26) приведены в табл. ХУП.7, XVII.8. 1

Результаты технического анализа, %

Петрографиче­ский состав, %

Плотность,

Г/см3

Элементный состав, %

Материал

ХУ*

Лс

Кг

Уі

І

Г

Дей-

Ствн-

Тель-

Ная

Кажу­

Щаяся

Сг

Нг

(N + 0)»

Антрацит

(Маусегатт)

1

5,8

11,3

79

21

1,53

1,31

91,1

4,59

3,3

Длиннопла- мениый уголь (Г аген)

3

2,8

40,8

45

26

29

1,31

1.17

82,6

5,5

9,96

Таблица XVII.6

Характеристика углей

•*А

Теплопроводность возрастает с укрупнением помола (см. <| табл. ХУП.7 и XVI 1.8), теплопроводность измельченных углей | линейно растет с повышением температуры, и угловые коэффи — -1 циенты функции Я(0 в случае антрацита гораздо сильнее за — \ висят от среднего диаметра зерен.

Зависимость теплопроводности измельченного антрацита от среднего диаметра зерен и температуры

Температура,

°С

Средний диаметр зерен, мм

0,4

0,75

1,5

2,5

4

25

0,096

0,100

0,103

0,109

0,111

0,083

0,0865

0,0884

0,0938

0,0952

50

0,101

0,106

0,109

0,116

0,117

0,087

0,0912

0,0939

0,0997

0,101

75

0,107

0,112

0,116

0,123

0,126

0,092

0,0961

0,0994

0,106

0,108

100

0,112

0,117

0,122

0,129

0,132

0,0963

0,101

0,105

0,111

0,114

125

0,117

0,123

0,128

0,136

0,139

0,101

0,106

0,110

0,117

0,120

150

0,123

0,129

0,155

0,143

0,146

0,106

0,111

0,116

0,123

0,126

176

0,127

0,135

0,141

0,150

0,153

0,110

0,116

0,121

0,129

0,132

200

0,134

0,139

0,148

0,156

0,160

0,115

0,120

0,127

0,134

0,138

Примечание. Числитель — Вт/(м-К), знаменатель — ккал/(м • ч • °С).

Средний диаметр зерен не является, однако, единственным геометрическим фактором, влияющим на теплопроводность угольной засыпки. Не меньшее значение имеет также грануло­метрический состав засыпки.

Эксперименты, выполненные М. Вике и В. Петерсом [29], показали, что путем комбинирования фракционного состава можно получить смесь, теплопроводность которой будет выше теплопроводности отдельных классов крупности, входящих в данную смесь, так как коэффициент теплопроводности как функция отношения смешивания (т. е. массовых долей отдель­ных классов крупности) имеет максимум. Это легко объяснить появлением дополнительных теплопроводящих перемычек, об­разованных зернами малых диаметров, располагающимися между крупными зернами. Так, в случае смешения классов 3—5 и 0,3—0,5 мм максимальной теплопроводностью обладает смесь, состоящая на 75% из зерен крупностью 3—5 мм и на 25% — из зерен 0,3—0,5 мм.

0,4

0,75

1,5

2,5

4

0,0714

0,0817

0,0861

0,0936

0,0947

0,0614

0,0703

0,0741

0,0805

0,0815

0,0833

0,0907

0,0953

0,103

0,104

0,0717

0,0780

0,0820

0,0886

0,0896

0,0922

0.0997

0,104

0,112

0,114

0,0793

0,0858

0,0899

0,0966

0,0978

0,101

0,109

0,113

0,122

0,124

0,0870

0,0935

0,0975

0,105

0,107

0,110

0,117

0,123

0,131

0,134

0,0946

0,101

0,106

0,113

0,115

0,119

0,127

0,132

0,141

0,143

0,102

0,109

0,114

0,121

0,123

0,128

0,136

0,141

0,150

0,152

0,110

0,117

0,121

0,129

0,131

0,136

0,144

0,150

0,159

0,163

0,117

0,124

0,129

0,137

0,140

Зависимость теплопроводности длиннопламенного угля от среднего диаметра зерен и температуры

Температура,

°С

Средний диаметр зерен, мм

Примечание. Числитель — Вт/(м-К), знаменатель — ккал/(м • ч ■ °С).

25

50

75

100

125

150

175

200

подпись: 25
50
75
100
125
150
175
200
Известно, что аналогичным образом может быть увеличена насыпная плотность засыпки. В связи с этим можно полагать, что максимум плотности совпадает с максимумом теплопровод­ности засыпки.

Ваш отзыв

Рубрика: ТЕПЛОФИЗИКА ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *