1388457462

52 Andrzej Szlęk

m

gazową są siłą napędową przepływu substancji na drodze dyfuzji 5^. Pomiędzy fazą stałą a gazową występuje przepływ ciepła na drodze konwekcji, a jego gęstość wynosi q. W warstwie przyściennej zachodzą reakcje heterogeniczne, którym towarzyszy efekt cieplny. Przyjęto, że całe ciepło wyzwalane lub pochłaniane w wyniku zachodzenia tych rekacji q_z wymieniane jest z fazą stałą.

Pomimo że na pierwszy rzut oka taki sposób sformułowania modelu wydaje się skomplikowany, to zdaniem autora jest dość przejrzysty i umożliwia konstrukcję elastycznego kodu komputerowego, który można stosunkowo łatwo modyfikować. Dodatkowo łatwiejszy jest wgląd w procesy fizyczne i chemiczne zachodzące w złożu.

W pracy analizowano przypadek, w którym paliwo dopływa ze stałą prędkością w_s = w/, a kierunek jego przepływu jest zgodny z kierunkiem przepływu fazy gazowej. Parametry zarówno fazy gazowej, jak i stałej są funkcjami odległości od wybranego punktu złoża.

8-2. Równania opisujące zmiany parametrów fazy gazowej

Parametry fazy gazowej zmieniają się na skutek wymiany masy i energii z fazą stałą oraz w wyniku reakcji homogenicznych i dyfuzji w masie gazu. Dla fazy gazowej można zapisać kilka równań bilansowych, z których da się wyznaczyć skład oraz temperaturę fazy gazowej jako funkcję wysokości. Dalej opisano równania wykorzystane w ramach niniejszej pracy.

Strumień masy całkowitej gazu. Masa całkowita płynąca przez wszystkie kanały złoża określona jest wyrażeniem:

Model matematyczny w którym:

A - sumaryczna powierzchnia przekroju poprzecznego kanałów gazowych,

m²,

W - prędkość przepływu gazu, m/s, p_g - gęstość gazu, kg/m³.

Strumień masy określony wyrażeniem (8.1) zmienia się wskutek napływu substancji od fazy stałej, co można zapisać jako:

d{AgWgPg) \ ' Śi ,    (⁸-²)

ax

przy czym:

F - obwód kontaktu między fazą stałą a gazową (obwód zwilżany), m,

^ - gęstość strumienia i-tej substancji przepływającej między fazą stałą a

gazową, kg/{m²s).

Przy założeniu, że powierzchnia przekroju fazy gazowej jest stała, równanie (8.2) zapisać można w następujący sposób:

Równanie stanu. Zgodnie z przyjętymi założeniami gazy traktuje się jak półdoskonałe, a zatem podlegające równaniu stanu Clapeyrona, czyli:

_p __,    (M

^P9 Tg E 9iRi

- udział gramowy i-tej substancji w gazie,

Ri - indywidualna stała gazowa i-tej substancji, J/{kgK),

T_g - temperatura fazy gazowej, K,

p - ciśnienie, Pa.