Повышение эффективности выпаривания отработанных варочных растворов целлюлозного производства

Повышение эффективности выпаривания отработанных варочных растворов целлюлозного производства

Автор: Суслов, Вячеслав Александрович

Шифр специальности: 05.14.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2006

Место защиты: Санкт-Петербург

Количество страниц: 301 с. ил.

Артикул: 2937263

Автор: Суслов, Вячеслав Александрович

Стоимость: 250 руб.

Повышение эффективности выпаривания отработанных варочных растворов целлюлозного производства  Повышение эффективности выпаривания отработанных варочных растворов целлюлозного производства 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 СОСТОЯНИЕ И РАЗВИТИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ИЗУ ЧЕНИЮ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ПРИ ВЫПАРИВАНИИ ВОДЫ И РАСТВОРОВ В ТРУБАХ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
1.1 Аппаратурное исполнение станций для выпаривания отра
ботанных растворов целлюлозного производства
1.2 Теплообмен при кипении восходящего потока воды в тру
1.2.1 Механизмы кипения в условиях восходящего потока и ин
тенсивность теплообмена, усредненная по поверхности трубы
1.2.2 Классификация восходящих режимов течения
1.2.2.1 Теплообмен в зоне пузырькового кипения
1.2.2.2 Теплообмен в зоне дисперснокольцевого течения жидко
1.3 Нисходящее течение жидкости в трубе. Классификация
режимов течения
1.3.1 Гидродинамические режимы течения падающей пленки
1.3.1.1 Ламинарный режим
1.3.1.2 Волновое течение
1.3.1.3 Турбулентное течение
1.3.2 Средняя толщина квазистационарной пленки
1.3.3 Влияние теплового потока на режимы парообразования в
1.3.3.1 Теплоотдача при нагреве пленки в условиях ее течения по
вертикальной поверхности
1.3.3.2 Теплоотдача при поверхностном испарении пленки, нагре
той до Т
1.3.3.3 Теплоотдача при пузырьковом кипении в пленке
жидкости
1.3.3.4 Кризисные явления в пленке жидкости при теплообмене
1.3.3.5 Другие факторы, влияющие на теплообмен при гравита
ционном течении пленки
1.4 Теплообмен при кипении растворов
1.4.1 Теплообмен при кипении отработанных растворов ЦБП
1.4.1.1 Физические свойства черных сульфатных щелоков
1.4.1.2 Характеристика и состав пред гидролизата
1.4.1.3 Накипеобразование в трубах выпарных аппаратов ЦБП
1.4.2 Анализ работ по теплообмену при кипении отработанных
растворов ЦБП
1.5 Тепломассообмен при конденсации парогазовой смеси на
вертикальных пучках кипятильных труб выпарных аппаратов
Выводы по анализу рассмотренной литературы и поста
новка задач работы
Глава 2 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЖИМОВ РА
БОТЫ ВЫПАРНЫХ УСТАНОВОК ЦБП
2.1 Методика проведения теплотехнических исследований те
плообмена на выпарных станциях
2.2 Исследования теплообмена на выпарных станциях ЦБГ
Выводы
Глава 3 КОНСТРУКЦИИ ОПЫТНЫХ СТЕНДОВ И МЕТОДИКА
ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1 Анализ процесса теплообмена планирование теплотехни ческого эксперимента
3.2 Стендовая установка для исследования теплоотдачи и гид
родинамики восходящего потока кипящей жидкости
3.2.1 Описание стендовой установки для восходящего потока
кипящей жидкости
3.2.2 Методика проведения опытов и обработки опытных дан
ных при исследовании теплоотдачи к восходящему потоку
3.2.3 Тарировка стендовой установки на воде для восходящего
3.3 Экспериментальная установка для исследования гидроди
намики гравитационно стекающей пленки жидкости методика эксперимента
3.3.1 Описание установки для исследования гидродинамики
стекающей пленки
3.3.2 Метод меток для исследования скоростей в пленке воды
3.4 Экспериментальная установка для исследования теплоот
дачи к стекающему потоку
3.4.1 Описание установки для исследования теплоотдачи к сте
кающему потоку
3.4.2 Методика определения локальной теплоотдачи и длины
начального участка
3.4.3 Определение температуры стенки и вычисление коэффи
циентов теплоотдачи
3.4.4 Тарировка установки для исследования теплоотдачи к сте
кающему потоку
3.4.5 Оценка погрешностей эксперимента
3.5 Стенд для исследования процесса накипеобразования в ки
пятильных трубах выпарных аппаратов ЦБК
3.6 Экспериментальный выпарной аппарат с падающей плен
Выводы
Глава 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООТДАЧИ И ГИДРОДИНАМИ
КИ ПРИ КИПЕНИИ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ПЕННЫХ РАСТВОРОВ В ТРУБАХ ПОД НИЗКИМ ДАВЛЕНИЕМ
4.1 Восходящий поток кипящей жидкости в трубах.
4.1.1 Изменение коэффициента теплоотдачи по длине кипятильной трубы при различных гидродинамических и тепловых режимах
4.1.2 Основные режимы течения двухфазных потоков при кипении пенных растворов
4.1.3 Теплоотдача к кипящим растворам при пузырьковом режиме течения
4.1.4 Теплоотдача к кипящим растворам при эмульсионном пенном режиме кипения
4.1.5 Теплоотдача к кипящим растворам при дисперснокольцевом режиме течения
4.1.6 Анализ результатов исследований теплообмена при восходящем парожидкостном потоке
4.2 Гравитационное течение жидкости
4.2.1 Визуальные наблюдения
4.2.1.1 Опыты на воде
4.2.1.2 Опыты на черном сульфатном щелоке
4.2.2 Исследования гидродинамики пленки
4.2.3 Исследование теплообмена в пленке жидкости
4.2.3.1 Конвективный теплообмен при нагревании воды
4.2.3.2 Теплообмен при поверхностном испарении воды
4.2.3.3 Теплообмен при нагревании и испарении щелока
4.2.3.4 Влияние плотности теплового потока на теплоотдачу к пленке жидкости
4.2.3.5 Локальная теплоотдача и участок стабилизации Выводы
Глава 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА НАКИПЕОБРАЗО
ВАНИЯ НА ВЫПАРНЫХ СТАНЦИЯХ ЦБК
5.1 Методика проведения опытов
5.2 Исследование режимов работы выпарных батарей для определения термического сопротивления накипи
5.2.1 Исследование режимов работы выпарных батарей картоннобумажного производства Котласского ЦБК
5.2.2 Исследование режимов работы выпарной батареи ТЕСШ Котласского ЦБК
5.3 Интенсивность изменений режимов работы выпарных
7
станции
5.4 Продолжительность работы выпарных батарей между
промывками
Выводы
Глава 6 КОНДЕНСАЦИЯ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ НА ПУЧКАХ
ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТРУБ
6.1 Термические сопротивления передаче теплоты при кон
денсации
6.1.1 Термическое сопротивление при пленочной конденсации
неподвижного пара
6.1.1.1 Результаты исследования гидродинамики и теплообмена при течении водяной пленки
6.1.1.2 Влияние касательных напряжений на границе раздела фаз
6.1.2. Термическое сопротивление фазового перехода
6.1.3. Диффузионное термическое сопротивление Выводы
Глава 7 ОПТИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТ
РОВ ПРИ ВЫПАРИВАНИИ
7.1 Зависимость оптимального кажущегося уровня заполнения
кипятильной трубы от скорости питания и тепловой нагрузки
7.2 Зависимость интенсивности теплообмена от истинного па
росодержания и влагосодержания кипящего потока
7.3 Зависимость интенсивности теплообмена от массового
расходного паросодержания
7.3.1 Механизм кризиса теплообмена первого рода до точки ин
7.3.2 Механизм кризиса теплообмена первого рода за точкой
инверсии
7.4 Влияние плотности теплового потока на интенсивность на
кипеобразования в условиях пленочного течения жидкости
7.5 Зависимость интенсивности теплообмена от условий вы
паривания
7.6 Перспективы конструктивного развития выпарных
аппаратов
7.7 Выбор оптимального количества ступеней выпаривания и
распределение по ним поверхности испарения
7.8 Тепловой расчет выпарных станций
Выводы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПРОМЫШЛЕННРСТИ
ЛИТЕРАТУРА


Измерения температурного поля в потоке недогретой воды при ее кипении в условиях вынужденного движения показали, что даже на расстоянии 0,1 мм от обогреваемой поверхности температура жидкости может быть существенно ниже температуры насыщения 5. При прочих равных условиях толщина перегретого слоя уменьшается с ростом скорости . При больших недогревах ядра потока паровые пузыри, не отрываясь от стенки, скользят вдоль ее поверхности до момента разрушения. Скорость их скольжения составляет примерно 0,, средней скорости жидкости 5. По мере прогрева основной массы жидкости скорость конденсации паровых пузырей уменьшается и они вырастают до размеров, при которых становится возможным их отрыв от стенки. При некотором значении паровые пузыри движутся в переохлажденном ядре потока по всему сечению канала 5. С возрастанием длины участка прогрева толщина двухфазного слоя увеличивается, так как при движении жидкости вдоль поверхности обогреваемой трубы уменьшается недогрев основного ядра потока. При одном и том же недогреве жидкости на входе с ростом тепловой нагрузки увеличивается темп прогрева жидкости по ходу потока . Это приводит к более интенсивному росту толщины двухфазного пристенного слоя и истинного объемного паросодержания в двухфазном потоке по длине трубы. При низких давлениях, когда температура стенки достигает максимального значения, влияние скорости на интенсивность теплоотдачи остается еще заметным. При понижении температуры стенки уменьшается число активных зародышей паровой фазы, что приводит к ослаблению влияния механизма переноса, обусловленного процессом парообразования. В то же время вследствие прогрева основной массы жидкости по ходу потока увеличивается толщина пристенного двухфазного слоя и, следовательно, улучшаются условия для роста паровых пузырей. В работе 3 отмечается, что при развитом поверхностном кипении интенсивность теплоотдачи не зависит от значений массовой скорости руу, недогрева ЯН и геометрических размеров канала и является функцией только плотности теплового потока 7 и давления р. Для оценки интенсивности теплоотдачи предлагается уравнение
кип. V скорость роста паровых пузырей Я коэффициент теплопроводности, Втм гр V коэффициент кинематической вязкости, м2с а коэффициент температуропроводности, м2с. Рис. Характерное распределение температур стенки и жидкости при поверхностном кипении. ЫК рис. ККгКрКр
0,
,0. Однако Ю. Е. Похвалов отмечает, что понятие развитое и неразвитое кипение является весьма условным и при кипении недогретой жидкости в трубах существует сложное взаимное влияние на теплоотдачу всех режимных характеристик процесса. В условиях неразвитого поверхностного кипения коэффициент теплоотдачи может быть определен по формулам конвективного теплообмена в однофазной среде. Значение а при развитом поверхностном кипении практически совпадает с его значением при пузырьковым кипением. При этом в условиях поверхностного кипения а определяется по разности температур между стенкой и температурой насыщения. Высокая интенсивность теплообмена при пузырьковом кипении объясняется спецификой этого процесса, которая связана с образованием и ростом паровых пузырей на поверхности нагрева. Известны различные механизмы отвода тепла от поверхности нагрева при пузырьковом кипении жидкости. К ним относятся турбулизация пристенного слоя жидкости, отвод тепла паровыми пузырями, выталкивание перегретой жидкости из пристенного слоя. В.И. Толубинский 2 отмечает, что независимо от того, какой путь и механизм отвода теплоты является преобладающим в том или ином случае, важную роль всегда играет средняя за цикл скорость роста паровых пузырей Интенсивность теплообмена при кипении находится в обратной зависимости от , которая однозначно определяет число действующих центров парообразования при заданной плотности теплового потока. Результаты работ 8 показали, что коэффициент теплоотдачи при кипении при определенных режимах не зависит от скорости циркуляции раствора, а определяется величиной плотности теплового потока и физическими свойствами кипящей жидкости. Условия теплообмена на этом участке наиболее близки к условиям теплообмена в большом объеме кипящей жидкости.

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: 0.199, запросов: 237