Процессы переноса теплоты и массы в криогенных аппаратах нового поколения газоразделительных установок

• Автор: Архаров, Иван Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 365 с. : ил.

1. Процессы кипения и конденсации на развитых вертикальных
поверхностях
1.1. Анализ особенностей теплопередачи в конденсаторахиспарителях криогенных установок разделения воздуха (ВРУ)
1.2.Существующие методы расчета и определения рациональной поверхности конденсации различной геометрии
1.2.1. Конденсация на поверхности с гладкими ребрами
1.2.2. Конденсация на поверхности Грегорига
1.3.Математическая модель процесса конденсации на наружной
а поверхности трубы с оребренной поверхностью

1.4.Экспериментальные исследования теплопередачи в трубах конденсаторов-испарителей с различной геометрией поверхности со стороны конденсации
1.4.1. Описание экспериментальной установки для исследования процессов кипения и конденсации на вертикальной трубе с пористо - ребристыми поверхностями
1.4.2. Методы и устройства контроля основных параметров
® процесса
1.4.3. Методика проведения экспериментов
1.5.Оценка погрешностей полученных расчетных и экспериментальных данных
1.6.Анализ и обобщение полученных экспериментальных и расчетных данных
1.7.Интенсификация теплообмена со стороны конденсации в пря-
• мотрубных конденсаторах-испарителях
* ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

2. Процессы тепло-массопередачи на регулярных насадках колони дистилляционных установок
2.1. Основные виды насадочных колонн ВРУ и существующих насадок
2.2.Анализ требований к структурным насадкам. Постановка задачи исследования
2.3.Тепло-массобмен в двухфазной системе на регулярной структурной насадке
2.3.1. К вопросу о выборе системы координат для описания рабочего пространства регулярных структур. Двухмерные и трехмерные модели массопереноса
2.3.2. Гидродинамика и массообмен в бинарной двухфазной системе в режиме противотока
2.3.2.1. Математическая модель течения и массопереноса в щелевом канале плоскопараллельной насадки
2.3.2.2. Математическая модель течения и массопереноса в полуограниченной секционированной полости
2.4.Разработка и проектирование новых структурных насадок на основе анализа гидродинамической обстановки в контактных элементах рабочих ячеек
2.4.1. Общая топологическая модель структурной насадки
2.4.2. Гидродинамическая модель насадки в гамильтоновом представлении. Пример построения
2.4.3. Основные принципы построения регулярных структур
2.4.3.1. Влияние гидродинамических и теплофизических
факторов на выбор геометрической формы поверхности насадки

2.4.3.2. Новый подход к систематизации геометрических типов насадочных структур. Способы формирования поверхности
2.4.3.3. Технологические и конструкционные требования.
Выбор материала насадки
# 2.4.4. Конструкции и основные геометрические параметры насадок
для разделения воздуха
2.4.4.1. Насадка плоско-параллельного типа
2.4.4.2. Насадка ячеисто-щелевого типа
2.5. Технология изготовления насадок плоско-параллельного и ячеисто-щелевого типов в условиях серийного и мелкосерийного производства
2.6. Результаты экспериментальных испытаний насадок различных типов. Сравнительный анализ параметров
2.6.1. Гидравлические характеристики насадок
2.6.2. Массообменные характеристики насадок
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
3. Процессы десублимации и диффузии в аппаратах для получения
неона высокой чистоты
3.1.Анализ существующих методов и процессов разделения неоногелиевой смеси. Особенности получения чистых и сверхчистых газов
3.1.1. Адсорбционный метод в технологиях очистки неона
3.1.2. Конденсационный метод в технологиях очистки неона
3.1.3. Дистилляционный метод в технологиях очистки неона
З.Г.4. Преимущества и недостатки рассмотренных методов для
получения неона >99,9997 % в промышленных масштабах
3.1.5. Выводы и обоснование задачи исследования

Вид профиля пленки конденсата на поверхностях параболического и прямоугольного типов, представлен на рис. 1.15. (а), (б) соответственно.
Рис. 1.15. Вид профиля распределения пленки конденсата по ребру: а) ребро параболического типа, б) прямоугольное ребро
Для профиля рис. 1.15. (а) уравнения полиномов имеют вид:
- дренажная канавка у = 0,7642х3 + 0,0491х2 + 0,1506х+ 0,0667
- ребро у = 1,4109х3 - 5,681 Зх2 + 7,7498х - 2,593
Для просЬиля рис. 1.15. (б) уравнения полиномов имеют вид:
- дренажная канавка у = 733,ЗЗх4 - 243,7х3 + 27,056х2 - 0,8733х + 0,0703
- ребро у = 1,6247х4 + 0,033х3 - 7,8421х2 + 6,8739х - 0,1589
Эти полиномы отражают распределение пленки в зависимости от вида поверхности конденсации, и необходимы для дальнейшего определения избыточного *
конденсата и перераспределения конденсата в области дренажной канавки.