Разработка и научное обоснование теплотехнических приемов и технических решений для повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования

Разработка и научное обоснование теплотехнических приемов и технических решений для повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования

Автор: Федяев, Александр Артурович

Шифр специальности: 05.14.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Москва

Количество страниц: 295 с. ил.

Артикул: 4057265

Автор: Федяев, Александр Артурович

Стоимость: 250 руб.

Разработка и научное обоснование теплотехнических приемов и технических решений для повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования  Разработка и научное обоснование теплотехнических приемов и технических решений для повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования 

СОДЕРЖАНИЕ
Основные обозначения.
Введение.
Глава 1. Состояние и перспективы решении проблем энергосбережения
в России.
1.1. Актуальность энерго и ресурсосбережения.
1.2. Состояние проблемы энергосбережения в Иркутской области
1.2.1. Общая характеристика промышленности
1.2.2. Топливноэнергетический комплекс ТЭК.
1.2.3. Электроэнергетика
1.2.4. Лесопромышленный комплекс
1.3. Состояние разработок научных основ энергосбережения
1.3.1. Обзор возможностей расчета внешнего тепломассообмена.
1.3.2. Обзор возможностей расчета внутреннего тепломассообмена.
1.3.3. Влияние неравномерного тепломассообмена на продолжительность технологических процессов и энергосбережение.
1.4. Постановка задачи исследования.
Глава 2. Экспериментальные исследования энергетической эффективности промышленных установок для термообработки капиллярнопористых материалов
2.1. Промышленные испытания сушилки для пиломатериалов
2.1.1. Исследование аэродинамической обстановки крупногабаритной сушильной машины
2.1.2. Тепловизионные обследования процессов сушки термически толстых материалов.
2.2. Исследование газодинамики высокопроизводительной уста
новки для термообработки длинномерных материалов
2.2.1. Исследование газодинамики сушильной машины и е элементов
2.2.2. Исследование кинетики сушки длинномерных материалов.
Выводы по главе
Глава 3. Расчетные и экспериментальные исследования аэродинамических и тепломассообменных характеристик проточных частей промышленных установок
3.1. Математическая модель расчета канальных течений сложной геометрии в 2х, 3х мерной постановке.
3.1.1. Моделирование процессов течения и тепломассообмена
с помощью вычислительного комплекса Р1ЮЕМ1С8
3.1.2. Экспериментальные исследования по оценке влияния направленных потоков инородной массы на динамические характеристики течения
3.1.2.1. Описание экспериментального стенда.
3.1.2.2. Методика проведения экспериментальных исследований, погрешности
3.1.2.3. Результаты лабораторных экспериментальных исследований.
3.1.2.4. Обобщение экспериментальных данных
3.1.2.5. Учет в математической модели закономерностей течения и тепломассообмена при дополнительном воздействии направленных потоков легкой массы и степени турбулентности.
3.2. Математическая модель расчета течения и тепломассообмена с учетом осложняющих факторов.
3.3. Численное моделирование с помощью вычислительного комплекса РНОЕМХСБ.
3.3.1. Тарировочные расчеты с помощью вычислительного комплекса по данным лабораторных исследований
3.3.2. Численное моделирование с учетом осложняющих факторов на примере промышленной установки.
3.4. Результаты численного моделирования I течения и тепломассообмена различных теплотехнологических установок
3.4.1. Аэродинамические характеристики распределительных каналов в финских высокопроизводительных сушильных установках
3.4.2. Аэродинамика топочного пространства котлоагрегата Б.
3.5. Аэродинамика малогабаритных камер для сушки материалов неправильной формы.
Выводы по главе.
Глава 4. Расчетные и экспериментальные исследования внутреннего тспломассопсреноса при термообработке капиллярнопористых тел
4.1. Расчетная модель внутреннего тепломассопереноса
4.2. Экспериментальные исследования канальных течений при наличии осложняющих факторов пористость, физические свойства испаряемых жидкостей
4.2.1. Описание экспериментального стенда
4.2.2. Методика проведения эксперимента, погрешности
4.2.3. Результаты лабораторных исследований по влиянию пористости и физических свойств на коэффициенты тепло и массоперсноса.
4.2.4. Обобщение экспериментальных данных.
4.3. Экспериментальные исследования по определению влияния температурного фактора на вынос неоднородностей в погра
ничныйслой
4.3.1. Описание экспериментального стенда
4.3.2. Методика проведения эксперимента, погрешности
4.3.3. Результаты лабораторных исследований по определению наличия неоднородностей в пограничном слое при испарении.
4.3.4. Обобщение экспериментальных данных
4.4. Расчетная модель внутреннего тепломассопереноса с учетом универсальных граничных условий.
4.5. Программа расчета внутреннего тепломассопереноса i
с использованием универсальных граничных условий.
4.5.1. Описание программного продукта
4.5.2. Проверка работоспособности программы
4.6. Тестирование программы.
Выводы по главе
Глава 5. Численные исследования взаимосвязанного тепломассопереноса в промышленных установках
5.1. Результаты расчетных исследований конвективной сушки влажных материалов в крупногабаритных установках
5.1.1. Влияние внешнего динамического фактора на интенсивность процесса сушки.
5.1.2. Влияние пространственной компоновки элементов термообрабатываемых материалов на эффективность технологического процесса.
5.2. Программное обеспечение для представления неравномерных полей физических величин сложной конфигурации
5.3. Результаты расчетных исследований внутреннего тепломассопсреноса в капиллярнопористых телах.
5.3.1. Влияние внешнего температурного фактора на изменение внутренних полей температуры и влагосодержания
капиллярнопористых тел.
5.3.2. Влияние внешнего динамического фактора на изменение продолжительности сушки капиллярнопористых
5.3.3. Определение рациональных кондиционных параметров
при термообработке капиллярнопористых тел
Выводы по главе.
Глава 6. Энергосбережение при рациональном энергопользовании за счет управления аэродинамической обстановкой в тенлотехнологических установках.
6.1. Энергосбережение при широкомасштабном производстве пилопродукции.
6.2. Энергосбережение при сушке материалов сложной геометрии
в малогабаритных сушильных установках.
6.3. Энергосбережение при многотоннажном производстве термически толстых тел.
6.4. Энергосбережение при совершенствовании аэродинамических характеристик топочных камер
Выводы по главе.
Выводы
Список использованной литерату ры.
Приложения
Основные обозначения
а коэффициент температуропроводности, м2с
2 I коэффициент трения ср удельная теплоемкость, ДжкгК
I энтальпия, Джкг
коэффициент диффузии
длина пути смешения, м, линейный размер, м
масштаб турбулентности, м
тепловой поток, Втм
Ттемпература, К
, V составляющие скорости, мс
V пульсационные составляющие скорости, мс
осредненная скорость, мс
Тр динамическая скорость, мс
и и безразмерная скорость
Ргт турбулентное число Прандтля
степень турбулентности основного потока
v интенсивность вдува, площадь проходного сечения, м2 а угол вдува, град.
коэффициент теплоотдачи, Втм2К х, у декартовы координаты, м у у v безразмерное расстояние
5 толщина гидродинамического пограничного слоя, м, относительная погрешность,
толщина вытеснения, м
о толщина потери импульса, м
Зс толщина концентрационного пограничного слоя, м
толщина теплового пограничного слоя, м
ст толщина вытеснения теплового пограничного слоя, м
дт толщина потери энергии, м
ут коэффициент турбулентной вязкости, м с
Яр коэффициент турбулентной теплопроводности, Втм К
Т осредненная температура, К ви критерий Гухмана
Яе критерий Рейнольдса
Рп критерий Поснова
Ко критерий Коссовича
Ктт массообменный критерий Кирпичва
Ро критерий Фурье
8с число Шмидта
РЬ число Ребиндера
Ре число Льюиса
число Стантона ж постоянная Кармана
интенсивность испарения, кгм2 ч
Я удельный тепловой поток, кДжм2 ч
скорость сушки, 1с концентрация частиц в единице объема
действит ельная скорость сушки, 1с в расход теплоносителя, кгс
со влагосодержание материала,
сор равновесное влагосодержание на сухую массу, кгкг
Р общее давление смеси, Па
р парциальное давление ього компонента, Па
В барометрическое давление, Па
Я толщина материала, м
линейный размер, м
г0 радиус перетяжки пучка света в фокусе, м
сл диаметр перетяжки лазерного пучка, м
агп коэффициент диффузии свободной влаги, м2с
С удельная теплоемкость, Джкг К
X теплопроводность, Втм К р динамическая вязкость, Пас
V кинематическая вязкость, м2с р плотность, кгм3
т касательное напряжение, нм , время, с, г теплота фазового превращения, Джкг
5 термофадиентный коэффициент, 1К
Р коэффициент массообмена, мс р плотность, кгм3 критерий фазового превращения
П пористость п показатель преломления
С, X коэффициент ослабления монохроматического излучения а функция распределения частиц по размерам
Г фокусное расстояние линзы, м
А амплитуда сигнала, мВ
Н спектральная плотность излучения, ус.ед. и частота, Гц
Д критерий поверхностного влагосодержания
Яг универсальная газовая постоянная, Джмоль К
8 шаг сопел, м
й расстояние от среза сопла до префады, м
Ь0 ширина плоского сопла, м.
Индексы
е по внешней границе
у у стенки
ц центр
с среда
к конечный
т турбулентный
с.а. сушильный агент
оо ядро потока
о начальный
э насыщения
ж жидкость
в воздух
п пар
м материал
вл влага.
Остальные обозначения представлены в тексте.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В среднем на за последние годы увеличились затраты энергоресурсов на производство металла и другой базовой энергоемкой продукции, на четверть сократилось потребление элсктро и теплоэнергии на душу населения, энергоемкость отечественной экономики в целом возросла на . Каждый процент экономии энергоресурсов обеспечивает прирост национального дохода на 0, 5. В то же время потери электроэнергии в сети общего пользования выросли до 0 млрд. Втхчас в год, или до ,5 от объема производства. Потери нефти ежегодно оцениваются в млн. Спад промышленного производства, износ энергопотребляющего и энергопроизводящего оборудования, который достиг , являются основными причинами ухудшения использования энергоресурсов. Постоянно растет доля стоимости энсргоресурсов в структуре затрат на производство продукции. Их доля в затратах на оплату коммунальных платежей составляет от до в разных регионах страны. Мировое производство первичных энергетических ресурсов, включая растительную биомассу, согласно данным Международного энергетического агентства, достигло млрд. Суммарное потребление электроэнергии составляет более трлн. Втхчас или почти кВтхчасчел. Российская Федерация, сохранив за собой роль одной из ведущих энергетических держав в мире, однако, имеет иные тенденции по производству первичных энергетических ресурсов табл. Таблица 1. Производство первичных топливноэнергетических ресурсов, млн. Добыча нефти с газовым конденсатом, млн. Добыча 1аза, млрд. Добыча угля, млн. Поставка в страны СНГ нефти, млн. Согласно приведенным показателям работы топливноэнергетического комплекса за последние более чем лет, можно отметить, что добыча нефти в стране за отмеченный период снизилась с 0 млн. В году получен прирост добычи на 4,4 млн. В г. США. Поставки за пределы РФ составили почти 6 млн. СНГ и около 9 млн. Поставка газа за пределы России составила почти 0 млрд. Поставка газа в страны дальнего зарубежья и Балтии составила 0,8 млрд. СНГ млрд. В Российской Федерации в году было добыто более 1 млрд. Некоторое снижение добычи в целом произошло изза снижения спроса со стороны о течественных и зарубежных потребителей. Добычу твердого топлива в г. России предусматривалось обеспечить в объеме 2 млн. Фактически было добыто 4 млн. В настоящее время продолжает сохраняться тенденция к снижению добычи угля. Производство электроэнергии в целом по России в г. Втхчас ,4 к г. ТЭС 8 млрд. Втхчас ,4 к г. ГЭС 8 млрд. Втхчас 1,5, на АЭС 8, 5 млрд. Втхч ,5 к г На промпредприятиях, входящих в систему РАО ЕЭС России, от всего объема электропродукции произведено ,4. Производство тепловой энергии по России за г. Гкал, или ,4 к г. За данный период потребление теплоэнергии коммунальнобытовыми потребителями и населением страны практически оставалось на одном уровне, в тоже время отмечается незначительный темп снижения потребления тепла в промышленности. Доля газа в общем производстве первичных энергоресурсов возросла с к г. АЭС и ГЭС 6. Структура производства электроэнергии ТЭС , ГЭС , АЭС . ВВП почти на табл. Таблица 1. Экономика и энергетика России в г. Промышленное производ . Капитальные вложения . Потребление ТЭР . В целом в мире удельная энергоемкость валового продукта составила 3 кг у. США г Суммарное производство первичных энергетических ресурсов в России по методике расчета, принятой в Международном энергетическом агентстве, в г. Удельная энергоемкость валового внутреннего продукта в России в г. США г. Энергоемкость в большинстве индустриально развитых странах мира за последние лет снизилась, тогда как электроемкость во многих странах проявила тенденцию к увеличению табл. Таблица 1. Энергоемкость, т у. США Электроемкость, кВ IXчас на 1 долл. Австрия 0, 0, 0. Энергоемкость, т у. США Электроемкость, кВтхчас на 1 долл. Канада 0, 0, 0, 0. Гидерланды 0, 0, 0, 0. Как предполагают прогнозисты Европейского сообщества энергоемкость мировой экономики к г. Японии и стран Европейского сообщества. Наиболее энергорасточителыюй в этот период будет оставаться экономика стран СНГ, энергоемкость которой и в г. США и в 6 раз больше, чем в Японии. В табл. Таблица 1. Удельное энергопотребление в мире, кг у . Энергоемкость мировой экономики, т у.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.229, запросов: 237