Моделирование тепломассообмена и совершенствование конструкции аппарата для очистки промышленных газов от аэрозольных включений

• Автор: Солженикин, Павел Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные обозначения.

Индексы
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ОЧИСТКИ

ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ ОТ АЭРОЗОЛЬНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ

1.1. Классификация отраслей промышленности и предметные задачи, в которых используется очистка газов от аэрозольных примесей

1.2. Существующие способы очистки газовых потоков

и устройства для их осуществления.

1.3. Подходы к моделированию и расчету явлении переноса при очистке газовых потоков от аэрозольных частиц.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛОМАССООБМЕННОГО ПЕРЕНОСА В ГЕТЕРОГЕННОЙ СИСТЕМЕ ГАЗ КАПЕЛЬНАЯ ЖИДКОСТЬ.
2.1. Идентификация температурных полей в рабочей камере
2.2. Кинетическая модель зародышеобразования, роста и осаждения капель жидкости в рабочей камере при движении потока.
2.3. Решение и анализ уравнений модели.
2.4. Вычислительный эксперимент по математической
модели.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ ГАЗОВОГО ПОТОКА ОТ АЭРОЗОЛЬНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ.
3.1. Описание экспериментальной установки
3.2. Метрологическое обеспечение приборного оснащения
и методика проведения эксперимента
3.3. Методика обработки экспериментальных данных
3.4. Разработка мероприятий по оптимизации конструкции установки и способа проведения процесса очистки
газового потока от аэрозольных частиц.
ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
В РАЗЛИЧНЫХ ПРЕДМЕТНЫХ ОБЛАСТЯХ
4.1. Способ очистки воздуха и установка для его реализации. .
4.2. Влагоотделитель.
4.3. Инженерная методика расчета определения рациональных режимов функционирования разнотемпературного конденсационного фильтра.
4.4. Примеры реализации результатов исследований.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Приведено описание установки для исследования работы модельной камеры и представлено метрологическое обеспечение приборного оснащения установки. Представлены методика проведения экспериментальных работ и методика обработки полученных экспериментальных данных. Указаны мероприятия по оптимизации конструкции установки и способа проведения процесса. Четвертая глава посвящена практическому использованию результатов исследований в различных предметных областях. Представлено описание одного патента и одной заявки па изобретение, по которой получено положительное решение. Приведены примеры реализации результатов работы. В приложениях приведены результаты экспериментов; представлены патенты на изобретение и акты внедрения результатов диссертационной работы. Общие выводы и результаты исследований приведены в конце диссертации. Глава 1. Аэродисперсные системы играют важную роль в жизни человека. Аэрозоли находят практическое применение в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и в военном деле. Так, например, аэрозольное состояние является промежуточной стадией процесса получения некоторых тонкоизмельченных химических продуктов. Применение инсектицидов в виде аэрозолей в сельском хозяйстве дает возможность использовать их наиболее экономичным образом. Некоторые лекарства дают наибольший терапевтический эффект при воздействии через дыхательные пути. I Гаконец, в тактических ситуациях, когда необходимо скрыть войска, территорию, корабли или другие объекты от визуального наблюдения или фотографирования применяются дымовые завесы, а для сигнализации используют цветные дымы [ 8 ]. Не меньшее значение, чем перевод вещества в аэрозольное состояние, имеет в технике обратная проблема - осаждение аэрозолей, образующихся в целом ряде производственных процессов помимо желания человека. Осаждение аэрозолей имеет двоякую цель: они могут содержать ценные вещества (например, металлургические дымы) и могут оказывать вредное действие на людей и на окружающую природу (сернокислотный туман), вызывать коррозию, загрязнять окружающую местность [ 9 ]. Сжатый воздух является производственным источником энергии, он является основным двигателем многих промышленных процессов, в больших объемах используется для питания пневматических и пневмогидравлических систем. Атмосферный воздух неизбежно содержит водяные пары и взвешенные частицы. Во время сжатия воздуха компрессор концентрирует эти частицы, кроме этого могут добавиться еще и частицы масла. Остающиеся на выходе компрессора влага и частицы загрязнения могут привести к снижению эффективности работы и даже выходу из строя оборудования. Для эффективного применения воздуха он должен быть сухим и чистым, это позволяет избежать поломок и износа оборудования. Очистка газа применяется также на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. Природный газ, получаемый с промыслов, содержит посторонние примеси: твердые частицы (песок и окалину), конденсат тяжелых углеводородов, водяные пары и часто сероводород и углекислый газ. Присутствие твердых частиц в газе приводит к быстрому износу соприкасающихся с газом деталей компрессоров. Твердые частицы засоряют и портят арматуру газопровода и контрольно-измерительные приборы скапливаясь на отдельных участках газопровода, они сужают его поперечное сечение. Жидкие частицы, оседая в пониженных участках трубопровода, также вызывают уменьшение площади его поперечного сечения. Они, кроме того, оказывают коррозирующее действие на трубопровод, арматуру и приборы. Влага в определенных условиях приводит к образованию гидратов, выпадающих в газопроводе в виде твердых кристаллов. Гидратные пробки могут полностью закупорить трубопровод [ ]. Согласно техническим требованиям на природные и нефтяные газы содержание жидкой взвеси в транспортируемом газе не должно превышать - г на м3 газа. Еще более жесткие требования необходимо предъявлять к содержанию твердой взвеси (не более 0, мг/м3), которая способствует эрозионному износу технологического оборудования газопроводов. Так, при содержании 5-7 мг/м’ твердой взвеси к.