Интенсификация процесса кипения с помощью капиллярно-пористых покрытий в теплообменных аппаратах низкотемпературного газоразделения

• Автор: Фридгант, Леонид Григорьевич
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 165 c. : ил

Глава I. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Применение поверхностей с капиллярно-пористым покрытием (КПП) в качестве интенсификатора теплообмена при кипении
1.2. Экспериментальные исследования процесса кипения на КПП
1.3. Физические представления о механизме процесса кипения на КПП
1.4. Постановка задач исследования
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА
КИПЕНИЯ В КПП
2.1. Анализ процесса кипения в КПП
2.2. Кипение при низких тепловых потоках
(Режим I)
2.3. Кипение при высоких тепловых потоках
(Режим 2)
2.4. Анализ влияния дефектов структуры на теплопроводность пористых тел
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КИПЕНИЯ В КПП
3.1. Описание экспериментальных стендов
3.2. Методика проведения и обработки результатов экспериментов
3.3. Оценка погрешности измерений
3.4. Результаты прямого наблюдения процесса кипения внутри КПП
3.5. Условия и основные результаты опытов на насыпных КПП
3.6. Условия и основные результаты опытов на спеченных КПП
Глава 4. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ
4.1. Проверка адекватности модели при низких тепловых потоках. (Режим I)
4.2. Проверка адекватности модели при высоких тепловых потоках. (Режим 2)
Глава 5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЮЗ
5.1. Методика расчета теплообмена при кипении
на поверхностях с КПП
5.2. Испытания опытно-промышленного аппарата 7/0
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
А - коэффициенты в уравнении (2.48);
а - коэффициент температуроцроводности;
В - коэффициент в уравнении (4.1);
В і - число Био;
СР - удельная теплоемкость;
с1 - диаметр;
с! - эффективный диаметр пор;
Ро - число Фурье;
£ - частота пульсаций;
с| = 9,81 м/с2;
Н - толщина греющей стенки;
г - толщина пористого покрытия;
I - линейный масштаб (см.уравнение (4.3));
Ми - число Нуссельта;
Рг - число Прандтля; р - давление;
- плотность теплового потока;
- см.уравнение (2.58);
- плотность теплового потока, соответствующая границе первого и второго режимов;
Ре - число Рейнольдса; г - удельная теплота парообразования;
5И - число Струхало;
Т - температура;
= Тст -Ть - перегрев стенки;
- капиллярная постоянная;

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА
КИПЕНИЯ В КПП
При планировании экспериментального исследования намечалось решение следующих задач:
1. Проверка принятой физической модели процесса кипения в КПП.
2. Отработка технологии нанесения и напекания покрытий на теплообменные трубы в части определения их геометрических характеристик, а также проверка стабильности эффективности покрытий цри выбранной технологии их получения.
3. Определение фактической интенсификации теплообмена при кипении на трубах с КПП с целью разработки инженерной методики теплотехнического расчета аппаратов с их использованием.
4. Интегральная цроверка полученных решений на многотрубном образце.
Для решения поставленных задач были созданы три лабораг-торных экспериментальных стенда:
1. Стенд № I - для прямого наблюдения процесса кипения внутри модели КПП.
2. Стенд # 2 - для изучения влияния геометрических и теплофизических характеристик насыпных КПП на теплообмен при кипении.
3. Стенд № 3 - для теплотехнических испытаний труб с КПП
в процессе отработки технологии нанесения и напекания покрытий.
Интегральная проверка полученных результатов на многотрубном образце -проводилась на опытно-цромышленном дефлегматоре этиленовой колонны (Т-52а), включенном в состав технологической линии производства этилена ЭП-300 Лисичанского НПЗ (см. раздел 5.2).