Моделирование процессов тепло- и массообмена в форсуночных оросительных камерах

• Автор: Тумашова, Анастасия Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные условные обозначения

Введение
1. Проблемы физического и математического моделирования контактного тепло- массообмена меяеду каплями жидкости и газом

1.1. Общие замечания

1.2. Влагосодержание, уравнения состояния, энтальпия, плотность,

теплоемкость, коэффициенты переноса влажного газа

1.2.1. Влагосодержание, уравнения состояния, плотность влажного газа

1.2.2. Энтальпия, теплоемкость влажного газа

1.2.3. Коэффициенты переноса влажного газа

1.3. Скорость парогазового потока

1.4. Экспериментальные данные по контактному тепломассообмену в
камерах орошения СКВ
1.5. Экспериментальные данные по конденсационному улавливанию в
форсуночных скрубберах
1.6. Физико-математическое моделирование процесса тепло- и
массопереноса в оросительных камерах. Цели, задачи и структура диссертационной работы
2. Двумерная физико-математическая модель тепломассообмена
в форсуночных оросительных камерах
2.1. Основные особенности и допущения при построении
модели
2.2. Основные уравнения модели
2.3. Расчет коэффициентов теплопроводности и вязкости парогазового
потока. Выбор расчетных зависимостей для определения парциального давления насыщенных водяных паров
3. Численная реализация одномерной и двумерной модели и их
сопоставление
3.1. Сопоставление полученных результатов расчетов по двумерной
модели с опытными данными
3.2. Сравнение результатов расчетов по одномерной и двумерной
моделям

3.3. Учет влияния поправки на схефановский поток
3.4. Учет переменности массы капель
3.5. Учет деформации капель на их коэффициент сопротивления
3.6. Учет влияния концентрации капель в потоке через поправки на
коэффициенты тепло- и массообмена
3.7. Учет влияния влажности воздуха на коэффициенты
теплопроводности X и вязкости р
3.8. Расчет коэффициентов теплопроводности к и вязкости р
3.9. Выбор зависимостей для расчета парциальных давлений
насыщенных водяных паров
3.10. Исследование термодинамических параметров в форсуночных
камерах для системы крекинг-газ - вода
3.11. Анализ процессов обработки воздуха на М-диаграмме
3.12. Расчет процесса тепломассообмена в камере с двухсторонним
орошением по одномерной модели
4. Физико-математическая модель конденсационного процесса
улавливания субмикронной пыли в форсуночном скруббере
4.1. Основные положения модели
4.2. Уравнения модели
4.3. Условия конденсации пара на частицах
5. Анализ модели конденсационного улавливания субмикронной
пыли в форсуночном скруббере
5.1. Сопоставление результатов расчетов с опытными данными
5.2. Конденсационный эффект укрупнения одиночных частиц в
оросительной камере
5.3. Параметрический анализ модели конденсационного улавливания
мелкой пыли в скруббере Вентури
5.4. Сравнение прямоточных и противоточных аппаратов
конденсационного улавливания тонко дисперсной пыли
Заключение
Список использованных источников
Приложение
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Кс — поправка на стефановский поток;
Ф - поправка Фросслинга на инерционность обтекания капли;
В - барометрическое давление парогазовой смеси, Па;

О - коэффициент диффузии, м /с;
/ - энтальпия влажного воздуха, кДж/кг;
М - молекулярная масса паров жидкости, кг/кмоль;
М2 - молекулярная масса сухого газа, кг/кмоль;
Ии - число Нуссельта теплообмена капли;
Ум' - число Нуссельта массообмена капли;
Р - парциальное давление паров жидкости, Па;
Р2 ~ парциальное давление сухого газа, Па;
Рп - парциальное давление насыщенных паров жидкости, Па;
Рг -теплообменное число Прандтля;
Q - объемный расход парогазового потока, м /с;
Qж - объемный расход жидкости , м3 /с;
Ё. - вектор силы аэродинамического сопротивления;
Яек - число Рейнольдса обтекания капли;
5с - число Шмидта;
Т - температура парогазового потока, К; и — скорость парогазового потока, м/с; и - вектор скорости парогазового потока;
Укх _ скорость капель вдоль оси камеры, м/с;
Ук - вектор скорости движения капли;
Учж - вектор движения «образований» (частицы с конденсатом на поверхности);

замыкающие модель соотношения, приведены граничные условия, как для прямотока, так и для противотока в рамках решения стационарной задачи Коши и краевой задачи. В 5-ой главе проведено сравнение результатов расчетов, выполненных с помощью модели, с опытными данными по улавливанию сажи из крекинг-газов конденсационным способом в ПФС, а также с опытными данными по фракционному улавливанию частиц в изотермических условиях без тепло- массообмена в скруббере Вентури. Выявлено влияние размера частиц и их начальной концентрации на эффективность пылеулавливания конденсационным способом. Проведено сравнение энергозатрат на очистку газов, осуществляемых в прямоточных и противоточных скрубберах. Проведена оптимизация геометрических параметров форсуночных скрубберов, работающих в режиме конденсационного пылеулавливания. На основе результатов, полученных в этой главе, доказан инерционный механизм улавливания субмикронной пыли конденсационным способом в форсуночных скрубберах.
В заключении сформулированы основные выводы, следующие из результатов работы.