Т. 326, № 11

Угольный слой при микроволновом нагреве: аналитическое исследование при смешанных граничных условиях I и II рода

Актуальность работы обусловлена перспективностью применения СВЧ-излучения в технологиях энергетического топливоиспользования на стадиях подготовки твердого топлива к пылеугольному сжиганию, включая подсушку и предгорелочную термическую обработку. Немногочисленные известные результаты лабораторных экспериментов свидетельствуют о наличии структурных эффектов, приводящих к повышению реакционной способности и уменьшению недожога топлива, а также к сокращению генерации токсинов. Цель работы. Получение аналитического выражения для температурного поля в угольном массиве, необходимого для параметрического анализа технологических условий микроволнового воздействия. Методы исследования. Построение аналитически строгих задач теплопереноса, решение которых, как правило, возможно только в условиях существенных упрощений. При принятом постоянстве электрофизических и технологических свойств угля физическая картина процесса определяется падающей на угольный слой плоской электромагнитной волной, которая формирует внутренний источник тепла по закону Бугера. Уравнение энергии в форме Фурье в этом случае рассматривается независимо от уравнений электродинамики Максвелла. В данной постановке решение выделенных задач проведено с помощью метода интегрального преобразования Лапласа. Результаты. Выведенные аналитические решения по температурным полям получены при смешанных граничных условиях с достаточно произвольными изменениями во времени температуры одной поверхности и плотности потока на противоположной границе. Для ряда частных случаев на этой основе может быть получен обширной ряд упрощенных решений, доступных для параметрического анализа, с обоснованием оптимальных управляющих параметров технологии, востребованных инженерной практикой при проектной разработке и эксплуатации СВЧ-систем обработки твердого топлива в энергетике, а также в углехимии.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, уголь, микроволновая энергия, уравнения Максвелла, уравнение теплопроводности, закон Бугера, смешанные граничные условия, тепловые режимы,

Авторы:

Саломатов Владимир Васильевич

Карелин Вадим Александрович

Заворин Александр Сергеевич

Саломатов Василий Владимирович

Пащенко Сергей Эдуардович

Скачать PDF