Количество тепла, подлежащее передаче, равно:
где h — коэффициент теплопередачи от гелия к псевдоожиженному слою, кДж/(м2-ч-К);
F — поверхность теплообмена, м2;
vср — средняя логарифмическая разность температур, °С. Для vср справедливы известные из литературы соотношения (ср. с рис. 111);
На рис. 111 введены следующие обозначения: tне — температура горячего гелия, выходящего из реактора, °С; t1 — температура гелия после вторичного контура, °С; t2 — температура гелия после погружного теплообменника, °С; t — температура в реакторе газификации, °С.
Коэффициент теплопередачи h определяется переходом тепла (рис. 112) от внутренней части трубки к псевдоожиженному слою:
где б — толщина стенки, см;
a1 — коэффициент теплоотдачи от гелия к стенке трубки, кДж/(м2-ч-К); λ — коэффициент теплопроводности материала трубки, кДж/(м2-ч-К); α2 — коэффициент теплоотдачи от стенки трубки к псевдоожиженному слою, кДж/(м2-ч-К).
Переход тепла от гелия к стенке трубки подробно исследован; коэффициент теплоотдачи составляет α1 = 4190 кДж/(м2-ч-К).
Рис. 111. Определение температуры в системе газогенератор — ВТР с промежуточной циркуляцией.
Рис. 112. К расчету теплопередачи в случае применения погружного электронагревателя. ПС—псевдоожнженный слой.
Количество тепла, передаваемое через стенку трубки, зависит от ее толщины б и коэффициента теплопроводности X. Если принять δ == (1 - 2) см и λ = 41,9 кДж/(м2-ч-К), то для частного δ/λ, получится 500. Коэффициент а2 в зависимости от условий определения составлял от 838 до 3352 кДж/(м2-ч-К). Для выполнения приблизительных расчетов принимали б/А, = 500, что подтверждено опытами на лабораторных установках [203, 211]. Тогда коэффициент теплопередачи от гелия к псевдоожиженному слою был равен h = 838 кДж/(м2-ч-К).