Роль теплового випромінювання і стефанівської течії в процесах високотемпературного тепломасообміну частинок з газом - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені І.І. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Роль теплового випромінювання і стефанівської течії в процесах високотемпературного тепломасообміну частинок з газом Робота виконана на кафедрі теплофізики Одеського національного університету імені І.І.Все більша увага приділяється механізмам створення високотемпературних станів, тобто організації самоприскорення хімічних реакцій для забезпечення стійкого займання, запалення і горіння, з одного боку, а, з іншого боку, прогнозуванню умов, при яких відбувається самовільне погасання частинок в окислювальному газоподібному середовищі різного складу. Для впровадження в техніку нових технологічних процесів і розробки нових апаратів, заснованих на використанні дисперсного стану монодисперсних частинок різних твердих речовин, необхідно уміти прогнозувати їх поведінку в умовах підвищених температур, при яких можливе самоприскорення хімічних реакцій, інтенсивне протікання процесів тепломасообміну і фазових переходів. Проте при русі вуглецевих і металевих частинок в холодному газі (при початковій температурі частинки вище за критичне значення) може здійснитися високотемпературний тепломасообмін самих частинок з навколишнім газоподібним середовищем в результаті гетерогенно-каталітичних, фазових і хімічних перетворень (запалення). Тому при розгляді критичних умов запалення вугільних (вуглецевих) і металевих частинок в азотно-кисневих сумішах кімнатної температури необхідно знати характерні розміри частинок, їх мінімальну початкову температуру і зовнішні умови (температура газу і стінок, концентрація окислювача), при яких вони можуть виникнути. Мечникова і науково-дослідній лабораторії №5 “Високотемпературні процеси в дисперсних системах ”в рамках держбюджетних тем №371 «Дослідження стійких і критичних режимів високотемпературного тепломасообміну металів з газами при фазових і хімічних перетвореннях на їх поверхні ”(номер держреєстрації 00402071091), №372 „Дослідження впливу випромінювання, зовнішньої і внутрішньої дифузії на характеристики високотемпературного перетворення диспергованих твердих палив ”(номер держреєстрації 0103U003776); №449 “Дослідження високотемпературного тепломасообміну, фазових і хімічних перетворень на поверхні металів і їх оксидів ”(номер держреєстрації 0109U000934); № 450 “Дослідження спалаху, горіння і загасання натуральних твердих палив в активних газових середовищах ”(номер держреєстрації 0109U000935) за замовленням Міністерства освіти і науки України.При початковій температурі частинки, що нижче за критичну температуру для даного розміру частинки, температура частинка в результаті теплообміну з повітрям кімнатної температури монотонно наближалася до температури навколишніх тіл. При перевищенні початкової температури частинки характерне критичне значення, на поверхні частинки через деякий час (5-20с) починалася бурхлива екзотермічна реакція окислення магнію з киснем повітря. Цілеспрямоване зменшення концентрації кисню в суміші до 7% привело до того, частинку діаметром 4.6 мм вдавалося запалити шляхом підвищення її початкової температури, діаметром 7.8 мм - інертно охолоджувалася. Використовуючи запропонований метод пошуку критичних умов для залежності коефіцієнту теплообміну від стаціонарної температури, в явному вигляді аналітично наближено отримано коефіцієнти теплообміну та температури ?і, що визначають нижню і верхню межі самовільного займання вуглецевої частинки при протіканні на її поверхні паралельних реакцій. Частинки, розміри яких належать інтервалу , переходять на високотемпературний режим тепломасообміну тільки при збільшенні їх початкової температури вище за температуру, що відповідає кривій, що сполучає критичні точки (т. i1 і е1).

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ