Коагуляция частиц твердого диоксида углерода при расширении продуктов сгорания топлива в турбодетандере

• Автор: Кондратьев, Николай Викторович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Процесс расширения продуктов сгорания топлива с кристаллизацией диоксида углерода в турбодетандере

1.2. Теоретические исследования процесса коагуляции частиц

1.3. Экспериментальные методы исследования процесса коагуляции

1.4. Выводы и постановка задач исследований

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА С ОБРАЗОВАНИЕМ И КОАГУЛЯЦИЕЙ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБОДЕТАНДЕРА
2.1. Основные уравнения течения ПСТ с образованием твердой фазы диоксида углерода в проточной части турбодетандера

' ' Уравнения тепловой коагуляции

2.3. Алгоритм численного решения системы уравнений

математической модели
3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ
3.1. Схема экспериментального стенда
3.2. Методика обработки экспериментальных данных
3.3. Сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований
3.4. Погрешности измерений
3.5. Проверка математической модели на адекватность

РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ ЧАСТИЦ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА
Результаты расчета математической модели коагуляции твердого диоксида углерода в проточной части турбодетандера Исследование процесса коагуляции частиц твердого диоксида углерода на линии трубопровода детандер - сепаратор Повышение выхода твердой фазы диоксида углерода из потока продуктов сгорания топлива
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
c,w,u- абсолютная, относительная и окружная скорости, м/с;
Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(мК); а, Р - углы между вектором и и векторами с и w, град; п - номер сечения; h - энтальпия, Дж/кг;
/ - хорда профиля, м; работа, Дж/кг;
х - координата, отсчитываемая вдоль средней линии тока, м;
F - площадь, м2;
aie - выходной угол сопловых лопаток, град;
Pik - входной угол рабочих лопаток, град; р - давление, Па;
Т - температура, К; р - плотность, кг/м3;
G - массовый расход, кг/с; п- степень расширения; г/ - динамическая вязкость, кг/(м с); q - теплота, Дж;
ср - теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг-К);
R - газовая постоянная, Дж/(кг-К);
L - удельная теплота кристаллизации, Дж/кг; у- свободная поверхностная энергия образования зародыша, н/м; <7- поверхностное натяжение; g - массовая концентрация;
I - скорость ядрообразования; п - число молекул.
Увеличение массы частиц третьей фракции за счет коагуляции с третьей и четвертой фракцией определяется как
<Ьпг . „ „ .
— = (Къъпътъ +Кмп4т4)
Для частиц самой мелкой фракции (фракции 4) получается следующее. Уменьшение числа частиц четвертой фракции за счет коагуляции с первой, второй, третьей и четвертой фракцией определяется как

—п4(К41пх +К42п2 + К43п} + К44п4').
Увеличение массы частиц третьей фракции за счет коагуляции с четвертой фракцией определяется как
— = К„п4т4.
По аналогии представляются и другие фракции.
На основе выше изложенного запишем уравнение приращения массы каждой частицы
с1т, „
— = '£1К„п)т1. (2.14)
Уравнение уменьшения числа частиц
^ = (2.15)
По уравнению (2.14) найдем увеличение радиуса частицы
<1г1 3drn,
(2.16)
Л у Алр
Практический интерес представляет полное изменение массовых долей фракций. В процессе коагуляции происходит уменьшение общей массовой доли рассматриваемой фракции за счет того, что часть частиц поглощается более крупными фракциями