Последние члены уравнений движения (1) и (2) и третий член в правой части уравнения энергии (5) отличны от нуля только пр моделировании процессов ,
Происходящих в шаровой засыпке. Система уравнений (1)-(5) записана без учета диссипации механической энергии в предположении, что газ – идеальный . Система уравнений (1)-(5) решается численными методами по достаточно малым участкам , поэтому можно принять, что коэффициенты вязкости являются постоянными в окрестности каждого расчетного узла и вынести их за знак дифференциала. Коэффициент гидравлического сопротивления засыпки по каждому из направлений при Re<2000 определялся по формуле [1.1.7]:
, где для слоя из гладких шаров К=4.55- константа
Козени и
=0.45 – для составляющей коэффициента
. Эквивалентный критерий Рейнольдса
определяется по истинной средней скорости потока в
пространстве между шаровыми элементами
и эквивалентному гидравлическому
диаметру
[1.1.7]. Для слоя шаров одинакового диаметра
(d-диаметр
шарового твэла). Для области больших значений
коэффициент
равен [1.1.7]
. Расчет коэффициентов турбулентной
вязкости и теплопроводности двумерного потока с возвратными токами и переменной
массой представляется особенно трудным из- за недостатка и противоречивости
опубликованных данных. Величины коэффициентов турбулентной вязкости ,
полученные в [1.1.6] для полностью развитого турбулентного потока для круглой
трубы с пористыми стенками и равномерным вдувом и для трубы без вдува, почти
не различаются. Наиболее значительны расхождения лишь для пристеночной области
при значениях
y/R<0.2, где R- радиус трубы, y- расстояние от стенки трубы. Поэтому для определения пути перемешивания внутри сборного коллектора используется эмпирическая формула Никурадзе:
(9)
Для раздаточного коллектора можно принять , что в пограничном
слое , прилегающем к стенке, путь перемешивания равен , а во внешней части пограничного слоя составляет 1/10 толщины этого слоя, и
при слабой интенсивности отсоса величина коэффициента турбулентной вязкости
может быть принята такой же , как для трубы.
Коэффициент эффективной вязкости шарового слоя принимается
как для стационарного зернистого слоя в виде функции, зависящей от скорости
фильтрации w и характерного для потока линейного
размера [1.1.7], , где D- коэффициент . Для расчета
коэффициента эффективной теплопроводности слоя твелов использовалась
зависимость, учитывающая теплопроводность шаровых элементов и теплоносителя,
конвекцию и тепловое излучение в различных газовых средах с точностью
[1.1.8]:
,
(10)
где -постоянная Стефана-Больцмана,
и
соответственно степень черноты поры и материала шаровых
элементов. В методике предусмотрен расчет эффективного коэффициента
теплопроводности для пористой среды с учетом эффектов перемешивания [1.1.7]. В
этом случае уравнение (10) должно содержать дополнительный член, учитывающий
мольный и турбулентный перенос, вида
,
(11)
где -коэффициент, зависящий от упаковки шаров , u- скорость фильтрации, d-диаметр шара. Коэффициент
турбулентной теплопроводности теплоносителя , протекающего в сборном и
раздаточном коллекторах, определялся по формуле
,
(12)
Полученной Кинни и Спэрроу в предположении , что турбулентные числа Прандтля и Льюиса равны единице.
Задача решалась со следующими граничными условиями :
- на всех твердых границах AB, BC,CD, EF,FM, NO (рис.1) использовалось условие прилипания и непроницаемости,
т.е. u=0 и v=0, и для производных давления или
;
- на входе в раздаточный коллектор DE задается температура Т=Твх, давление и радиально составляющая скорости v=0;
-на выходе из сборного коллектора ОР задано статическое
давление p=pвых, при v=0 и ;
-для оси симметрии АР величины ,
v=0,
;
-поток тепла через все твердые границы равен нулю, или
;
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.