Нестационарный тепломассообмен при движении нелинейно-вязких жидкостей в реакторах непрерывного действия в условиях близких к прогрессивному нарастанию температуры

• Автор: Ананьев, Дмитрий Владиславович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 154 с. : ил.

Глава 1. Анализ состояния вопроса

1.1. Становление и развитие теории «теплового взрыва»

1.2. Анализ возникновения аварийных ситуаций в ходе химических превращений на предприятиях химической и нефтехимической промышленности
1.3. Выводы
Глава 2. Аналитическое исследование теплообмена и движения нелинейно-вязкой жидкости в круглой трубе

2.1. Система координат

2.2. Основные допущения и реологическая модель

2.3. Основные уравнения переноса энергии, движения и неразрывности...

Глава 3. Методы и алгоритмы расчета нестационарной и стационарной задачи теплообмена при ламинарном течении нелинейно-вязких сред в круглой трубе, а также в гомофазном полимеризационном трубчатом реакторе

3.1. Метод и алгоритм решения стационарной задачи теплообмена в круглой трубе

3.2. Метод и алгоритм решения нестационарной задачи теплообмена в круглой трубе

3.3. Метод и алгоритм решения нестационарной задачи тепломассообмена в трубчатом реакторе
3.4. Верификация метода решения стационарной задачи теплообмена
3.5. Результаты численного исследования стационарной задачи
теплообмена
3.6. Выводы

Глава 4. Результаты численной реализации задач нестационарного тепло -и массообмена в круглой трубе и в проточном гомофазном полимеризационном реакторе
4.1. Результаты численной реализации нестационарной задачи теплообмена при ламинарном течении нелинейно-вязких жидкостей в круглой трубе
4.2. Результаты численной реализации нестационарной задачи тепломассообмена в проточном гомофазном полимеризационном реакторе
4.3. Выводы
Основные результаты и выводы
Список использованной литературы

Актуальность темы
Анализ современного состояния развития химической и нефтехимической промышленности свидетельствует о неуклонном росте объемов и масштабов производства. Химические производства все более укрупняются и усложняются. За последние 30 лет мощности единичных агрегатов возросли в 3-6 раз. При этом в целях повышения мощности агрегатов широко применяются аппараты непрерывного действия, использование которых позволяет резко снизить технико-экономические затраты и металлоемкость производства за счет уменьшения количества аппаратов периодического действия.
В технологических процессах на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, в качестве рабочих сред или продуктов производства, часто используются нелинейно-вязкие жидкости. Возникающие при этом химические реакции, в которых могут присутствовать нестабильные компоненты и их продукты, происходят с выделением большого количества теплоты. В связи с этим возникает проблема отвода теплоты из рабочего участка с одновременным сохранением всех необходимых тепловых, химических и гидродинамических условий для реализации технологического процесса.
Малейшие отклонения от технологии и изменение условий хранения или транспортировки реагентов, могут привести к непредсказуемым последствиям и внештатным ситуациям, обуславливающих потенциальную опасность химического производства. По статистическим данным, до 40% аварий на химических производствах, сопровождающихся взрывом, характеризуются выходом из-под контроля химической реакции. Это требует создания эффективных средств предупреждения и защиты технологических процессов от явлений возникновения резкого нарастания температуры,

Смешанные компоненты тензора grad v или ковариантные производные контравариантного вектора v'ei имеют вид:
(grad v)' ,j = v',j = ^- + Г >*, (i,j,k = 1,2,3);
(2.93)
= — +
i3j ax1 я, dx
rV1 +
(2.94)
2 dv |2 1 * 8v }2 I , 2 2 [2 з dv 1 dH2 ,
v ,2 = —T + 1 , =—Г + 1 rv +1 rv +1 =—r + pV +
5x2 [2kJ 5x2 [2lJ [2 2j [23j дх2 H2 dx1
l дн2 2 l ая2 з /ллгч
+ W+ fv3; (2.95)
H2 dx2
H2 dx3
3 3 5x3 Я, ax1
V +
1 dH2 2 1 ЗЯ,
+ 4.v + r-v ;
я3 dx'
я3 ax3
Учитывая что: vi=giyvy =guvl =H2vl;

v =—tvi;
V2=g2ivJ =§22v2 =H2 i
2 1 v =—rv2;
v3 = Я32у3;
v3 = -^-v3;
(2.96)
(2.97)
(2.98)
(2.99)
(2.100)
(2.101)
(2.102)
получим: