УДК 532.529
И. В. Д е р е в и ч, А. Ю. Ф о к и н а
АНАЛИЗ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА
ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ ПОДАЧИ ГАЗА
Представлены результаты предварительного анализа пневмо-
транспорта слоя сыпучих материалов в трубах при импульсной
подаче газа. Показано, что существует два принципиально раз-
личных режима транспорта газа в зернистом слое. Первый высо-
коскоростной режим реализуется для разреженного слоя частиц.
Второй режим – низкоскоростная фильтрация газа в зернистом
слое. Этот режим является основным для обеспечения транспор-
та дисперсного материала при импульсной подаче газа. Установле-
но, что оба режима являются решением уравнения телеграфного
типа, полученного из системы уравнений гидродинамики сжимае-
мого газа в слое частиц.
E-mail:
DerevichIgor@gmail.com
,
alexfokina@rambler.ru
Ключевые слова
:
уравнения баланса импульса и массы, фильтрация через
слой, формула Эргуна, скорость звука, время динамической релаксации
Теоретическая работа посвящена анализу нового способа транс-
порта пылеугольного топлива в котлы ТЭС. Традиционный транспорт
пылеугольного топлива в энергетические котлы осуществляется в ре-
жиме турбулентного дисперсного потока газа с мелкодисперсной при-
месью по трубопроводам. В СССР в 1990-х годах была проведена
исследовательская экспериментальная работа по транспорту дисперс-
ного материала в импульсном режиме, когда на вход канала подается
импульс сжатого газа, который распространяясь по трубе, подхваты-
вает локальный объем дисперсного материала и транспортирует его
по трубе. Периодичность подачи импульса газа обеспечивает эконо-
мичность предлагаемого нового способа транспорта пылеугольного
топлива по сравнению с традиционным пневмотранспортом.
Устойчивость режима транспорта локальных пакетов дисперсного
материала нарушается в результате нескольких причин. Во-первых,
для разреженного слоя частиц (слой с большой порозностью) газ про-
ходит через слой за время, существенно меньшее, чем время динами-
ческой релаксации частиц при стесненном обтекании. В этом случае
слой частиц транспортируется на небольшое расстояние. Вторая при-
чина — псевдоожижение слоя частиц, слой становится текучим как
жидкость и быстро разрушается. Оба фактора, определяющие гра-
ницы устойчивого транспорта, зависят от времени прохождения газа
через зернистый слой частиц.
В работе проведен качественный анализ процесса прохождения
газа через неподвижный слой дисперсных частиц. Показано, что су-
ществует два принципиально различных режима транспорта газа в
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
35