Ионизация в пламени и электрическое поле - Степанов К.М.
Скачать (прямая ссылка):
Экономический эффект использования электрического поля подсчитывали, применяя «коэффициент усиления», который представляет собой отношение приращения количества тепла, передаваемого воде, к расходу электроэнергии, затрачиваемой на создание поля. В результате наложения поля коэффициент теплоотдачи возрастал при всех значениях скорости циркуляции воды в контуре, а тепловая нагрузка увеличилась вдвое. При этом коэффициент усиления увеличивался, стремясь к более прогрессивному росту с повышением удельного электросопротивления воды.
Рассмотренные экспериментальные данные по интенсификации теплообмена посредством наложения электрического поля позволяют сделать вывод о его высокой эффективности в случае кипящих, а также и некипящих жидкостей и газов.
В таблице приведены результаты работ по изучению влияния элек-
Библи-ографн-
ческий источник
[68]
[130]
Условия проведения эксперимента
Среда
Тип электрического Эффективность
ПОЛЯ поля*
Теплообмен в газах
Цилиндр с нитью
/„ - 135е С
t„ -¦- 8У С /„ ..33= С
Ядерный реактор, 2500 кет
Еозду.х
Воздух, CO.,
Переменное: Е -~- 500 кв см, 50—300 гц Переменное; Е - 312 кв см, 50 гц
Переменное: Е 312 кв/см, 50 гц
Постоянное
V - 3 кв
200-300 320 50 140
280
Продолжение таблицы
Библи -огрпфн ¦
черкни источник
[5]
[213] [6]
[120] [131] [131]
Условия проведения эксперимента
Среда
Тим электрического пол я
[5] 1 Цилиндр с urn ью. t» 95' С
Цилиндр с нитью г„ - 75" С /„ 124;С
98° С 208 С
Труба и трубе: t\, 60J С
Ванна с двумя электродами, /верх - '.Ю С 'низ 26" С
Цилиндр с нитью
Ванна с двумя электродами
Теплообмен в жидкостях
Трансформаторное масло
Касторовое масло То же
Трапсф. масло
То же Трансформаторное масло — стенка - вода Трансформаторное масло
Толуол, н-гептан
Н-гексан,
метилэтилкетон
Переменное: Е - 440 кв см. V 17.5 кв. 50 гц Постоянное: Е -.- 580 кв/см. U - 23 кв
Переменное: Е 260 кв 'см, U -.10 кв Постоянное: Е .-- 364 кв см, (7 14 кв Постоянное: Е 70 кв/см
Постоянное: Е - ¦ 60 кв.см
Переменное: Е ••= 75 кв,'см Переменное: Е == 160 кв/см, Переменное: Е — 9 кв/см
Эффективность поля *
500
500
300 550
450 570 410
Очень быстрое выравнивание температуры по всему объему 160
1600
1000
Теплообмен при кипении
[200] [132] [132]
Контур с водой.
обогрев паром Ванна с двумя
электродами
Вода дистиллированная
Спирт метиловый,
Жидкий азот, аргон, кислород
Переменное: U - о кв Переменное: U 9 кв
200 600 250-300
Со
281
трических полей на процессы теплообмена в газах, жидкостях и в процессе кипения. Экспериментальные данные, приведенные па стр. 280—281. убедительно отражают эффективность применения электрических полей. Для каждого конкретного случая (если дело дойдет до проектирования промышленной теплообменной аппаратуры с использованием электрического поля) необходимо знать доминирующий механизм его влияния на теплообмен и оптимальный тип поля •с счетом электрических свойств теплоносителя, а также его температуры, чтобы .можно было получить максимальную эффективность.
3. Интенсификация
теплообмена электрическим полем при наличии пламени
Позитивные данные, полученные различными авторами о влиянии электрического поля на процесс горения независимо от механизма этого влияния, представляет собой достаточно реальную основу для практического использования электрического поля в пламенных промышленных печах и топках, отапливаемых газом, и особенно жидким или пылевидным топливом.
При этом простейшим способом наложения электрического поля в любых устройствах надо считать такой, при котором высоковольтный заряд того или иного знака подается на горелку (форсунку) непосредственно или к корню пламени с помощью дополнительного электрода, а тепловоспринимающая поверхность заземлена.
Безусловно, серьезным возражением против практической реализации электрического поля является вопрос о правомочности переноса результатов эксперимента на промышленные процессы, так как соответствующие масштабы и условия совершенно несравнимы: в промышленных печах расход топлива, кинетическая энергия факела, его температура, а также внешние условия (геометрия камеры, направленность факела, форма тепловоспринимающей поверхности и т. д.) — все это гораздо больше и сложнее по сравнению с условиями эксперимента. Но эксперименты, поставленные различными авторами, как будто дают возможность экстраполировать результаты на рабочие условия.
282
§ 17
t^r- 12 ^ 10
1
^___х
о
0.25 0.50 Расход гпза.м'/ч
Рис. 172. Зависимость эффективности наложения электрического поля от расхода газа; масса заготовки:
/ — т = 0.03 кг; 2 — т - 0,34 кг: 3 - - т = 1.02 кг при с> = const
Например, эффективность наложения на пламя электрического поля (рис. 172) возрастает с расходом газа. Рис. 172 дает, хотя и косвенный, ответ на вопрос об эффективности электрического поля с увеличением кинетической энергии потока смеси. Так как экспе- ——^————^—
рименты Степанова по горению в электрическом поле ставились в направлении изучения теплоотдачи в поверхности нагрева, то было интересно выяснить зависимость удельной скорости нагрева массы от расхода топлива в условиях электрического поля и без него. Оказалось, что скорость нагрева заготовок возрастает с их массой (рис. 173). Кроме того, были проведены сравнительные плавки ванны свинца в условиях наложенного на пламя электрического поля и без него. Ванна массой 16 ку плавилась под действием ——————i——
