Моделирование и оптимизация процессов в термических деаэраторах

• Автор: Магдиев, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Реферат

Диссертация 126 стр., 50 рис., 9 табл., 124 библ.

ПРОЦЕССЫ ТЕПЛОМАССООБМЕНА, ПОВЕРХНОСТНЫЕ И СМЕШИВАЮЩИЕ ПОДОГРЕВАТЕЛИ, ДЕАЭРАТОРЫ, ЯЧЕЕЧНЫЕ МОДЕЛИ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ПРОФИЛИРОВАНИЕ КАНАЛОВ.
Разработаны ячеечные модели поверхностных и смешивающих подогревателей и деаэраторов. Проведены экспериментальные исследования процесса термической деаэрации. Исследовано влияние декомпозиции расчетной области на процессы тепломассообмена. Разработан алгоритм и метод расчета поверхностных и смешивающих подогревателей и деаэраторов. Сформулирована и решена задача оптимального ведения переходных процессов в термических деаэраторах.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1 ТЕПЛОМАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ

ДЕАЭРАЦИОННЫХ УСТАНОВОК И МЕТОДЫ ИХ

РАСЧЕТНОГО АНАЛИЗА

1.1. Классификация тепломассообменных аппаратов и их

конструкции
1.1.1. Рекуперативные теплообменники
1.1.2. Смешивающие подогреватели
1.1.3. Деаэраторы
1.2. Методы расчетного анализа тепломассообменных аппаратов
1.2.1. Дифференциальный подход к расчету тепломассообменных
аппаратов
1.2.2. Интегральный подход к расчету тепломассообменных
аппаратов
1.2.3. Ячеечный подход к расчету тепломассообменных аппаратов
1.2.4. Использование теории цепей Маркова в химической
инженерии
1.3. Подходы к оптимизации тепломассообменных процессов
1.4. Постановка задач исследования
2. ЯЧЕЕЧНЫЕ МОДЕЛИ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В
АППАРАТАХ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ
2.1. Моделирование теплообмена в поверхностных
теплообменных аппаратах
2.2. Ячеечные модели процессов тепломассообмена в аппаратах
смешивающего типа
2.3. Разработка математической модели тепломассообмена в
термических деаэраторах
2.4. Обобщенная модель процессов в тепломассообменных
аппаратах
2.5. Исследование влияния уровня декомпозиции системы на
результаты расчетного анализа

2.6. Выводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СТРУЙНО-БАРБОТАЖНЫХ ДЕАЭРАТОРАХ
3.1. Цель экспериментальных исследований
3.2. Характеристика объекта экспериментальных исследований
3.3. Используемые методы и средства измерений
3.4. Методика проведения экспериментальных исследований и
условия опытов
3.5. Результаты измерений контролируемых параметров
3.6. Идентификация и верификация модели термического
деаэратора
3.7. Выводы по главе
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
4.1. Методы расчета поверхностных и смешивающих
подогревателей и деаэраторов
4.2. Исследование влияния профиля каналов теплоносителей на
характер переходных процессов
4.3. Оптимальное ведение переходных процессов в термических
деаэраторах
4.4. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

1.УТСспломассоо6мгниые аппараты деаэрациопньиустановок, и методы их расчетного анализа
d„ - средний диаметр паровых пузырьков иа тарелке, м; h0 - высота «светлой» жидкости, м; со - доля живого сечения тарелки, Re0n - критерий Рейнольдса для пара; W0 - скорость пара в отверстиях , м/с; d - диаметр отверстий, м; уп, - удельный вес пара, рп - коэффициент динамической вязкости.
Площадь поверхности контакта фаз, определяющаяся гидравлическим режимом работы непровальной барботажной тарелки, характеризуется удельной площадью поверхности контакта фаз, представляющей собой отношение площади поверхности контакта фаз к объему двухфазного слоя. Для барботажного гидравлического режима удельная площадь поверхности контакта фаз составляет от 50 до 100 м2/м3. При пенном гидравлическом режиме удельную площадь поверхности контакта фаз можно определить по уравнению:
f=6g

где ф - газосодержание двухфазного слоя на барботажном листе, dn — средний диаметр паровых пузырьков на тарелке, м.
В качестве характеристического критерия, влияющего на площадь поверхности контакта фаз, выбран критерий Рейнольдса для пара. На рис. 1.10 показана зависимость удельной площади поверхности контакта и свойств пены от критерия Рейнольдса для пара.
Анализ показывает, что с повышением скорости пара в отверстиях диаметр паровых пузырьков возрастает, достигая максимума при Re0n=2100--2400. При дальнейшем увеличении скорости пара ячеистая пена разрушается, диаметр паровых пузырьков при этом уменьшается, достигая практически постоянного размера. В пределе удельная площадь поверхности контакта фаз достигает 1400 м2/м3 [48].