Исследование аппаратов двухфазных потоков в ресурсосберегающих технологиях

• Автор: Волков, Валерий Иванович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 265 с. : ил.

Оглавление
Введение
Некоторые исследования по гидродинамики и процессам переноса
1 Аппаратура для исследования двухфазных потоков
1.1 Установки для гидродинамических исследований
1.2 Измерительные схемы
1.2.1 Контактные методы измерения скорости и концентрации
1.2.2 Оптические методы исследования
1.3 Физико-химический анализ иммерсионных жидкостей
2 Исследования гидродинамики в стационарных упаковках
2.1 Распределение давления в упаковках
2.2 Лазерная анемометрия структуры течения
2.2.1 Измерения в кубической упаковке
2.2.2 Поле скоростей в хаотичной упаковке
2.3 Неустойчивость течения жидкости в засыпках
2.3.1 Нестационарность пристеночного давления
2.3.2 Нестационарность при измерениях скорости жидкости
2.3.3 Свободноконвективная неустойчивость в засыпках

2.4 Гидродинамическая обстановка в стационарных упаковках
3 Математические модели фильтрации и переноса
3.1 Некоторые модели течения
3.2 Расчет модели переноса
3.3 Сравнение теоретических и экспериментальных исследований
4 Исследование разрушающихся упаковок
4.1 Исследование распределения давления и скорости
4.1.1 Измерение давления
4.1.2 Измерения скорости за упаковкой
4.2 Тепловые исследования разрушаемых упаковок
5 Газогенераторы
5.1 Газогенераторы с магнитной подачей
5.2 Газогенерирование больших объемов
6 Рациональное использование природного топлива
6.1 Сжигание угольной пыли
6.2 Исследование топок с кипящим слоем
6.3 Исследование процессов шлакования и методы воздействия на пористую среду
Заключение
Примечание
Литература

Введение
Аппараты двухфазных потоков находят применение в самых разных отраслях народного хозяйства: нефтехимической и газовой промышленности, химии катализа, в процессах газогенерирования, сжигания твердого или жидкого топлива, в изучении особенностей фильтрации воды, нефти, газа или другого теплоносителя через слой грунта или засыпку из шаровых твэлов. Например, в контактных, фильтрующих аппаратах, каталитических реакторах, абсорберах, рукавных и зернистых фильтрах, шахтных известковых печах, основным элементом являются слои зернистых сыпучих тел в потоке газа или жидкости. Важность исследований аппаратов двухфазных потоков неоднократно подчеркивалась на Всесоюзных и Всероссийских форумах ученых и инженерно-технических работников академиками В.Е. Накоряковым и В.В. Струминским, где отмечались следующие генеральные направления, которые нуждались в срочной разработке, и отставание в которых тормозило развитие технического прогресса и могло привести к непоправимым экологическим бедствиям.
1. Методика и техника измерения параметров потока.
2. Управление потоками с целью ресурсосбережения и создание оптимальных режимов работы.
3. Решение проблем масштабного перехода от модели к натуре.
С ориентировкой на вышесказанное и была выполнена предлагаемая работа. Разработан достаточно крупный блок уникального измерительного инструментария параметров потоков, с помощью которого

ла. В последнее время достаточно широкое распространение получил бесконтактный метод измерения поля скоростей потока с помощью лазерного доплеровского измерителя скорости (ЛДИС), прямому использованию которого в пористой среде мешает отклонение светового луча от любой криволинейной поверхности, тем не менее, если использовать жидкость с показателем преломления, равным показателю преломления пористой среды, как это делал в 1884 году7 Кристиансен при исследовании прозрачности материалов [22], то на измерение скорости потока с помощью лазерного доплеровского анемометра (ЛДА) в такой оптически гомогенной среде нет принципиальных ограничений. Впервые это было показано в 1975 году в работе Джонстона, Диббса и Эдвардса, которые измеряли с помощью ЛДА профиль скорости жидкости (силиконовое масло) в октаэдрической упаковке при числе Ые 0,04 и Б/6=6,5 [23]. Скорость у стенки у них оказалась выше, чем в центре. В России задачу измерения скорости жидкости внутри упакованного слоя с помощью ЛДА удалось решить в институте Теплофизики (Новосибирск) В.Е. Накоряковым, В.А. Мухиным с сотрудниками [35, 36]. Для получения информации о скорости жидкости внутри упакованного слоя с помощью лазерной анемометрии показатели преломления слоя и протекающей сквозь него жидкости подбирались одинаковыми с точностью до четвертого знака. Лазерным анемометром оказалось возможным измерить не только скорость жидкости, но и пористость хаотичной упаковки или локальный линейный просвет. Для обработки доплеровского сигнала В.И. Титковым была разработана уникальная следящая система, которая позволила существенно увеличить количество и качество получаемой информации. Этот следящий процессор был использован при измерении до-плеровским анемометром скорости потока внутри упакованного слоя из стеклянных шариков, выполненных при ручной обработки оптического стекла марки К8. Оптическая схема лазерного анемометра,