Використання регулярного теплового режиму для прогнозування інтенсивності теплообміну у відходах птахівництва

Abstract

Досліджено систему «навколишнє середовище (вода в кільцевому об’ємі) — тонка циліндрична металева стінка — досліджуване рідинне середовище». Досліджено теплообмін під час нагрівання/охолодження розбавленого водою курячого посліду в умовах вимушеної конвекції. Курячий послід є багатофазним середовищем, оскільки до його складу входять як тверді частинки, так і рідина. Дослідження проведено на експериментальному стенді, розробленому на кафедрі теплоенергетики ВНТУ, за умов вимушеної конвекції. Усередненні температури визначаються як середньоарифметичні, за результатами замірювань температур термопарами на вертикальних термозондах у певний момент часу. Обробку здійснено методом стаціонарного теплообміну, досліджуючи весь проміжок часу. Провівши аналіз розподілу надлишкової температури за часом Ln ϑ = f(T) у дослідженні теплообміну курячого посліду в умовах його охолодження і нагрівання, визначено лінійний темп охолодження/нагрівання) m = const, що характерно для регулярного теплового режиму у разі охолодження/нагрівання твердого тіла (системи твердих тіл) і підтримки сталої температури навколишнього середовища. Експериментально встановлено, що в дослідній системі існує регулярний тепловий режим: темп нагрівання/охолодження сталий, m = const; коефіцієнт тепловіддачі в процесі регулярного теплового режиму практично сталий 1constα≈. Визначено коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої стінки циліндра до досліджуваного середовища методом регулярного теплового режиму ртр2α та розрахунково-експериментальним методом рем2α. Провівши аналіз і зіставлення коефіцієнтів тепловіддачі, розрахованих із застосуванням розрахунковоекспериментального методу рем2α та знайдених методом регулярного теплового режимуртр2α, встановлено розбіжність в межах 20 %. Встановлено, що метод регулярного теплового режиму можна застосовувати для визначення інтенсивності теплообміну у багатофазних середовищах.

The system “environment (water in an annular volume) — a thin cylindrical metal wall — the investigated liquid medium” is being studied. Heat exchange during heating and cooling of water-diluted chicken litter under conditions of forced convec-tion is studied. Chicken droppings represent a multiphase medium, as it consists of solid particles based on a liquid medium. The research is carried out on an experimental stand developed at the Department of Thermal Power Engineering of the National Technical University of Ukraine. Experiments are conducted under conditions of forced convection. Average temperatures are defined as arithmetic averages, based on the results of temperature measurement by ther-mocouples on vertical thermoprobes at a certain point in time. Processing is carried out by the method of stationary heat exchange, examining the entire period of time. After conducting an analysis of the distribution of excess temperature over time Lnϑ = f(Τ) during the study of heat ex-change of chicken litter under the conditions of its cooling and heating, a linear rate of cooling/heating m = const was deter-mined, which is characteristic of a regular thermal regime during cooling/heating of a solid body (system of solid bodies) and maintaining the stability of the ambient temperature. It was experimentally established that there is a regular thermal regime in the experimental system: the rate of cool-ing/heating is constant, m = const; the heat transfer coefficient during the regular thermal regime is practically constant. The coefficient of heat transfer from the inner wall of the cylinder to the studied environment was determined by the method of regular thermal regime and the calculation-experimental method. After analyzing and comparing the heat transfer coefficients calculated using the calculation-experimental method and found by the method of regular thermal regime, a discrepancy of 20 % was established. It was established that, the method of a regular thermal regime can be used to determine the intensity of heat exchange in multiphase media.