Расчетно-экспериментальное исследование конденсации пара в воздушно-конденсационных установках в условиях опасности замерзания

• Автор: Валяев, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 148 с. : ил

Содержание

Перечень условных обозначений, единиц, символов и сокращений

Введение

Глава 1. Аналитический обзор современного состояния проблемы

ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА С ЧАСТИЧНЫМ ПЕРЕХОДОМ В ТВЕРДУЮ ФАЗУ

1.1. Теоретические и экспериментальные исследования процесса конденсации

1.2. Особенности конструкции и эксплуатации воздушно-конденсационных

установок

1. 3. Выводы

Глава 2. Экспериментальное исследование теплоотдачи при конденсации

ВОДЯНОГО ПАРА С ЧАСТИЧНЫМ ПЕРЕХОДОМ В ТВЕРДУЮ ФАЗУ

2.1. Описание экспериментального стенда, методики проведения
ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.2. Методика обработки результатов испытаний. Оценка погрешностей
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Глава 3. Результаты экспериментального исследования теплоотдачи при
КОНДЕНСАЦИИ ВОДЯНОГО ПАРА С ЧАСТИЧНЫМ ПЕРЕХОДОМ В ТВЕРДУЮ ФАЗУ
3.1. Результаты испытаний
3.2. Выводы

Глава 4. Физическая и математическая модели процесса тепломассообмена ПРИ конденсации пара из паровоздушной смеси на вертикальной поверхности в замкнутом объеме. Методика расчета и сравнение
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ
4.1. Физическая и математическая модели процесса тепломассообмена при
КОНДЕНСАЦИИ ПАРА ИЗ ПАРОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ НА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ В ЗАМКНУТОМ ОБЪЕМЕ
4.2. Методика расчета теплоотдачи при конденсации водяного пара из паровоздушной смеси в замкнутом объеме. Сравнение экспериментальных и
РАСЧЕТНЫХ ДАННЫХ
Глава 5. Анализ процесса образования ледяной пробки и разрушение труб
5.1. Механизм разрушения труб при замерзании воды
5.2. Анализ процессов тепломассообмена при образовании твердой фазы.
5.3 Качественные эксперименты, иллюстрирующие замерзание жидкости в
трубах
5.4.Выводы
6. Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Приложение! . 1. Программа, алгоритм и результаты расчета конденсации
пара в трубе ВКУ с образованием твердой фазы
Приложение 1.2. Таблица условных обозначений

Перечень условных обозначений, единиц, символов и сокращений
X, у [м] - продольная и поперечная координаты;
и, V [м/с] - продольная и поперечная скорости;
- диаметр и длина теплообменной трубы; 1, Н [м] - шаг расположения и высота
теплообменных труб в пучке;
Р [Па] - давление;
g = 9,81 [м/с2] - ускорение свободного падения;
] [кг/м2-с] - плотность поперечного потока массы;
г [Дж/кг] - теплота парообразования;
ЩДж/Ккмоль] - универсальная газовая постоянная;
Я [Вт/м2] - плотность теплового потока;
Т, ДТ [К] - температура, температурный напор;
к [Вт/м2] - коэффициент теплопередачи;
[м /с] - коэффициент температуропроводности;
М [кг/кмоль] - молярная масса;
Єуд [кг/м2] - удельная масса газа;
V [м3] - объем парогазовой смеси;
т - массовая концентрация;
а [Вт/м2-К] - коэффициент теплоотдачи;
Р [кг/м2с] - коэффициент массоотдачи;
В патенте [10] дано описание установки №юуо Pignone, имеющей Э-образные трубы (3 хода по конденсирующемуся пару) собраны в пучок, приведенный на рис. 1.5. Трубный пучок выполнен трехрядным по глубине, что соответствует принятой 8-образной форме трубок, приведены результаты испытаний трубного пучка общей площадью 791,5 м2, размеры пучка 3,2 - 4,5 м, вес 2200 кг. Воздух прокачивается вентилятором диаметром 2,15 м. Внутрь труб подавался пар, редуцированный с 12 кгс/см2 до 0,2 кгс/см2. В результате испытаний получена зависимость потерь давления по паровой и воздушной стороне, которая составила 230 мм в. ст. при расходе пара 1200 кг/ч, поле температуры воздуха за трубным пучком достаточно равномерное. Подачей воздуха различной температуры на отдельные зоны трубного пучка показано, что такая конфигурация предохраняет пучок от замерзания.
Описание механизма образования застойных зон в области низких температур воздуха дано в [38]. Приведен математический анализ гидродинамических процессов в параллельных трубах, дано описание конденсационной установки №юуо Р1§попе. Отмечено что в этой установке все змеевики работают в одинаковых по отношению к охлаждающему воздуху условиях, при этом пар, содержащий значительное количество неконденсирующихся газов, охлаждается сравнительно теплым воздухом, как это предложено в [38]. Конструкция трубного пучка приведена на рис. 1.5.