Развитие методов моделирования процессов тепломассообмена в полидисперсных системах на основе кинетичекого уравнения для функции распределения частиц по свойствам

• Автор: Шадрина, Алёна Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы моделирования процессов тепло- массопереноса в полидисперсных системах

1.2. Испарение полидисперсных капель

1.3. Растворение твердых частиц

1.4. Сжигание жидкого распыленного топлива

1.5. Сжигание пылевидного топлива

1.6. Математическое моделирование процессов тепло- массопереноса в полидисперсном потоке

1.7. Полидисперсная кристаллизация

1.8. Выводы и задачи исследования

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОМОДЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ЭВОЛЮЦИИ АНСАМБЛЯ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ, РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ ПО СВОЙСТВАМ
2.1. Эволюция ансамбля при пропорциональной зависимости скорости превращения частицы от содержания специй
2.2. Скорость превращения не зависит от радиуса частицы
2.3. Скорость превращения частиц зависит от радиуса
2.4. Автомодельный режим эволюции ансамбля полидисперсных частиц в стационарном потоке
2.4.1. Скорость превращения специи пропорциональна содержанию её в частице
2.4.2. Скорость превращения специи зависит от радиуса частиц
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛО- МАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СУШКЕ АНСАМБЛЯ ПОРИСТЫХ ЧАСТИЦ
3.1. Квазистационарный режим сушки пористых частиц

3.2. Кинетика сушки системы частиц с различной начальной влажностью
3.3. Кинетика сушки полидисперсных частиц в период падающей скорости
3.4. Кинетика автомодельного режима сушки полидисперсной системы
частиц
ГЛАВА 4. КИНЕТИКА ВЫХОДА ЛЕТУЧИХ ИЗ ПОЛИДИСПЕРСНОЙ
СИСТЕМЫ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА
ГЛАВА 5. ТЕПЛОМАССООБМЕН ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЫ ЧАСТИЦ С ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДОЙ В СТАЦИОНАРНОМ ПОТОКЕ
5.1. Эволюция полидисперсного ансамбля и сушка частиц в потоке
5.2. Кинетика горения полидисперсной системы частиц в потоке
5.2.1. Диффузионный режим горения распыленного жидкого топлива
5.2.2. Диффузионный режим горения полидисперсного твердого топлива
5.2.3. Кинетический режим горения пылевидного твердого топлива
5.3. Моделирование горения полидисперсных частиц топлива в кипящем слое
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Дисперсные среды находят применение в самых разнообразных технологических процессах: сушке и химико-термической обработке зернистых материалов, нагреве и термообработке металлических и других изделий в кипящем слое; нагреве и охлаждении в циклонах-пылеуловителях; сжигании твердого топлива в котлах с кипящим и циркуляционным кипящим слоем и в факеле камерных топок; сжигании жидкого распыленного топлива в камерных топках, двигателях внутреннего сгорания, газотурбинных установках и т. п.
Широкое использование дисперсных сред требует дополнительного изучения процессов тепломассообмена. В технологических процессах находят применение как монодисперсные, так и полидисперсные системы. В последнем случае возникают дополнительные задачи, связанные с учетом распределения частиц по размерам или каким-либо другим свойствам. Аналогичные задачи возникают для монодисперсных частиц, различающихся по свойствам.
В области практического использования дисперсных сред накоплен богатый опыт, базирующийся на обширных результатах экспериментального и теоретического изучения гидромеханики, тепломассообмена и других процессов. При этом, естественно, возникали новые задачи, формировались новые подходы к их решению и формулировались новые постановки. К последним относится, например, использование кинетического уравнения для функции распределения частиц по радиусам при исследовании процессов экстрагирования, кристаллизации и растворения полидисперсных систем, которые широко используются в различных химических технологиях. К таким же процессам относятся тепло- и массообмен во взвешенном слое частиц, гетерогенные химические реакции, сопровождающиеся тепловыми и диффузионными потоками к частицам и т.п.
Учёт полидисперсности, основанный на решении кинетического уравнения для функции распределения частиц по различным свойствам (радиусам, влажностям, содержанию каких-либо компонентов и др.) является достаточно

Таким образом, общее решение кинетического уравнения можно записать в форме ряда
/(г, г) = ф(г)/ф-) = £ А£1Х(г)- е ^ ^ ■ е •"('' (2.72)

Для автомодельного режима эволюции ансамбля функция распределения /(г,г) будет характеризоваться лишь первым членом ряда (2.72), поэтому можно принять, что {а,} = а; {Д} = Т, причем, как показано выше, А=а.
Тогда
гст(-)^
/М= ЛП-е , (2.73)
что совпадает с выражением для /(г,г), полученным методом характеристик (2.60).
Следовательно, все дальнейшие соотношения для определения /0(г) и у(г) будут такими же, как (2.61) и (2.66).