Р е ц е н з е н т : д-р техн наук проф. В. И. Киседьникоз

К =
0,4934 
(1/Щ .5?) " 1,7 Вт^ м3‘ К >-
Удельные потери теплоты:
q
»
К
Д % = 1,7 (90 — 20) = 1 В Вт/м2.
Пример 4 .3 2 . Цеолит N aX подвергается десорбции — н агреву 
в токе горячего воздуха в непрерывнодействующем апп арате со 
взвешенным слоем цеолита. Средняя тем пература воздуха 190 °С. 
Ц еолит поступает в ап п арат с начальной тем пературой 20 °С. 
.Д иам етр зерна цеолита 4 мм, плотность его 1100 кг/м3,, удельн ая 
теплоемкость 870 Д ж /(к г« К ), 
коэффициент теплопроводности 
0,2 4 & т/(м-К ). Ч и сло псевдоожижения * 4 . Определить врем я, 
необходимое д л я нагрева зерна цеолита от 20 °С до средней тем­
пературы 185 °С.
Р е ш е н и е . П рогрев зерн а цеолита представляет собой не­
стационарный процесс теплопроводности в твердом т е л е . Реш ение 
уравнения нестационарной теш юпроводности (при постоянстве 
теплофизических характеристик нагреваемого тела)
a V2* = “
от
совместно с граничными и начальными условиям и приводит [4 .2 ] 
к уравнению
*к - < " - / ( B i , Fo), 
(а)
fo.
С — ^1Т
п р ав ая часть которого — слож н ая ф ун кц ия критериев Био (B i) 
и Ф урье (Fo).
Д л я зерн а, имеющего форму ш ара радиусом i?i
B l“
Кг
’ F 
Я*
стртЯ3 '
В последних уравнениях /н , ?к , 
t
0, 0 •— начальная и конечная темпера­
туры нагреваемого тела, температура окружающей среды; 
а —
коэффициент 
теплоотдачи от окружающей среды к поверхности нагреваемого тела; Ят, с-т 
рт — коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность твер­
д ого тела; а — коэффициент температуропроводности твердого тела (зерна).
Н а рис. 4.18 приведен график уравнения (а) д л я ш ар а 14.1, 
4.121.
Определяем коэффициент теплоотдачи 
и
от воздуха к поверх­
ности зерна цеолита во взвешенном слое. П редварительно най­
дем значение критерия Архимеда по уравнению (3.3):
д . 
dtprpcg
0,0043.1100.0,763.9,81
АГ“
g 
25,7-40-** 
°'Ш'
* Отношение рабочей скорости воздуха к критической {скорости псевдо­
ожижения).

---

Р и с . 4 ,1 8 ( в прим еру 4 ,3 2 ).
где р0 = 0,763 кг/м3 
и |х0 = 25,7 х
X 10-е П а -с — плотность н динамиче­
ский коэффициент вязкости среды (воз­
духа) при 190 °С [4.1],
По графику (рис. 3.8) находим 
при Аг = 8 . 10б и в == 0,4 крите­
рий Л ящ енко Ly„p = 2,75. Отсюда 
по уравнению (3.4а) определяем 
критическую скорость псевдоожи­
ж ения: 
__________
Whp 
~ ^
^УкрМ-С^Рт/Рс =
=
У
2,75-25,7-10"6-9,8Ы100/0,Уб32 =
= 1,09 м/с.
Р абочая скорость воздуха (отнесенная к полному поперечному 
сечению аппарата):
w
в 4шкр = 4-1,09 = 4,36 м/с.
По этой скорости рассчитываем критерий Л ящ енко
Ly.
4,363*0,763а
174
ИсРтЯ 
25,7-10_(Ч 100-9,81
и по рис. 3.8 при Аг = 8-10* находим порозность взвешенного 
сл оя е = 0,67.
К ритерий Рейнольдса д ля потока воздуха: 
wdp0
4,36.0,004-0,763
Re
0,67*25.7* 10"8
773.
К ритерий П рандтля Рг = cji/A, = 1020*25,7.1 0 '6/0,0385 — 0,681. 
О пределяем критерий Н уссельта по уравнению [1Ь
Nu = 0,4Re0,67PF0,33 = 0.4 -7 7 3 0*67-0,681е*33 = 3 0 ,2 .
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности зерна? 
а = NuXc/ d = 30,2.0,0385/0,004 — 290 Вт/(ма -К),
где Яс = 0,0385 Вт/(м-К) — коэффициент теплопроводности воздуха при 190 °С 
[4.1].
К ритерий Био:
Bi = a f f /Я, «= 290-0,002/0r24 = 2,42.
Симплекс разностей температур: