Тепломассобмен при течении пленки воды по насадке из комплексных нитей

• Автор: Мышенко, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 204 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ТЕПЛО И МАССООБМЕНА И ГИДРОДИНАМИКИ ПЛЕНОЧНЫХ АППАРАТОВ С ОРОШАЕМОЙ НАСАДКОЙ
1.1. Требования, предъявляемые к орошаемым насадкам контактных аппаратов и анализ основных теоретических и экспериментальных исследований тепло и массообмена .
1.2. Методы интенсификации процессов тепло и массообмена и конструктивные особенности регулярных насадок

1.3. Особенности тепло и массоотдачи

цилиндрических тел

1.4. Течение тонких слоев вязкой жидкости и результаты экспериментальных исследований их гидродинамики при отекании по вертикальной нити
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ ГРАВИТАЦИОННОГО ТЕЧЕНИЯ ПЛЕНКИ ВОЛЫ ПО ВЕРТИКАЛЬНОЙ НИТИ БЕЗ ОБДУВА ЕЕ ВОЗДУХОМ .
2.1. Сравнение удельных поверхностей обмена сухих, смоченных и орошаемых пластины и цилиндра .

2.2. Определение условного диаметра синтетической комплексной нити

2.3. Экспериментальная установка, методика и программа исследований гидродинамики пленки жидкости, гравитационно стекающей по вертикальной нити без обдува ее воздухом
2.4. Методика обработки экспериментальных данных
2.5. Результаты экспериментальных исследований
и их анализ
2.5.1. Визуальные исследования .
2.5.2. Исследование расходных характеристик кольцевых распределительных щелей переменного сечения с эксцентричным расположением нитей .
2.5.3. Экспериментальные исследования длины участка устойчивости пленки воды
5.4. Обобщение и анализ экспериментальных данных
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА И ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ НИТЯНОЙ НАСАДКИ
3.1. Особенности протекания процесса тепломассообмена между воздухом и водой при их непосредственном контакте .
3.2. Анализ влияния начальных параметров теплоносителей на интенсивность процесса тепломассообмена между воздухом и водой
и на соотношение Льюиса
3.3. Описание экспериментальной установки,элементов нитяной насадки,методики и программы их исследования
3.4. Методика обработки экспериментальных данных
3.5. Результаты экспериментальных исследований и
их анализ
3.5.1. Коэффициенты теплоотдачи
3.5.2. Коэффициенты массоотдачи . ПО
3.5.3. Аэродинамическое и гидравлическое сопротивление 4 ГЛАВА 4. ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ НИТЯНОЙ НАСАДКИ И СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДРУГИМИ ТИПАМИ НАСАДОК
4.1. Обобщение результатов исследований
4.1.1. Тепловое и диффузионное число Нуссельта
4.1.2. Коэффициент сопротивления трения сухой и орошаемой нитяной насадки
4.2. Сравнение тепломассообменных и гидравлических характеристик нитяной насадки с соответствующими характеристиками других типов насадок и
одиночных нити и проволоки.
4.3. Оценка техникоэкономических показателей нитяной и сравниваемых с нею других типов
насадок.
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ
РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Новые конструкции нитяных насадок для пленочных тепломассообменных аппаратов
5.1.1. Вращающаяся нитяная насадка .
5.1.2. Орошаемая регулярная нитяная насадка
с жестким каркасом .
5.2. Методика расчета пленочного водовоздушного тепломассообменного аппарата с нитяной
насадкой .
5.3. Пленочный воздухоохладитель с нитяной насадкой
и результаты испытаний его опытного образца
5.4. Предлагаемые конструктивные схемы и области применения пленочных тепло и массообменных аппаратов с нитяной насадкой
вывода
СПИСОК ОСНОВНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Поэтоыу усилия ученых разных стран направлены на создание таких насадок для тепломассообменных устройств, которые обеспечивали бы равномерность распределения жидкости в насадочном слое, характеризовались высокой интенсивностью процесса тепломассообмена и обеспечивали максимальную экономию материальных и денежных средств. С этой точки зрения интересными являются результаты, полученные в Институте теплотехники в Чехословакии 9. В настоящее время пленочные аппараты в основном применяются в качестве градирен , , воздухоохладителей 5 7, абсорберов , , , ректификационных колонн . Основными направлениями совершенствования конструкций насадок являются интенсификация процесса тепломассообмена на границе пленка газ и снижение их гидравлического сопротивления. Из большого многообразия насадок, применяемых в рассмотренных выше аппаратах, наибольший интерес представляют регулярные насадки, позволяющие наилучшим образом организовать пленочное течение жидкости и получить хорошие аэродинамические характеристики. Интенсивные исследования регулярных насадок начались в х годах. Появившиеся в литературных источниках сообщения ,о положительных результатах при использовании их в технологических процессах привели к испытаниям новых типов насадок 4, 6, 7 и расширению области их применения, в частности, в контактных аппаратах для охлаждения сжатого воздуха установок разделения воздуха методом глубокого охлаждения , воздушных теплоиспользующих турбохолодильных машинах , , системах турбонаддува воздуха судовых двигателей и др. Регулярные насадки с каналами треугольной, трапециевидной, шестигранной, эллиптической, синусоидальной с замыкающим плоским листом, ромбовидной, квадратной и некоторых других форм обладают, по сравнению с нерегулярными насадками, рядом преимущществ меньшим гидравлическим сопротивлением при сравнимых скоростях движения газа, значительно большей удельной поверхностью, пленочным характером течения жидкости, малой удельной массой. В последнее время повышенный интерес исследователей привлекают различные типы регулярных плоскопараллельных насадок, выполненных в виде пластин из того или иного материала металл, дерево, пластические массы, плотно натянутые полотнища из ткани , , , 3 5. Пленка жидкости в них стекает гравитационно по пластинам вниз, а газ движется вдоль прямо или протявоточно или поперек пластин. Ллосколараллельная насадка по сравнению, например, с насадкой из керамических колец х мм при равных удельных поверхностях с близкими размерами каналов шаг пластин Ю3 м оказывается весьма эффективной, имеет в 0 раз ниже сопротивление и в раз меныпую удельную массу . Однако большая высота насадки 1,0 . Поиски новых геометрических форм базируются на теоретических и экспериментальных исследованиях в области аэродинамики и тепломассообмена. О сложности физических представлений в этих областях говорит многообразие существующих теорий. Так, пленочная теория, предложенная Льюисом и Уитменом , , основана на предположении, что на границе раздела двух фаз существуют неподвижные пленки, каждая из которых прилегает к одной из фаз. На границе пленок достигается фазовое равновесие. Теория допускает, что при некоторых условиях значение сопротивления переходу теплоты и массы в одной из фаз может во много раз отличаться от сопротивления другой, причем меньшим сопротивлением можно пренебречь и рассматривать задачу только для одного пограничного слоя. Пленочная теория предполагает наличие двух неподвижных пленок и не учитывает гидродинамическое взаимодействие между фазами, что является основным ее недостатком. Уравнение 1. З, зависит от коэффициента диффузии Т и от толщины пленки б . Последняя определяется гидродинамическими условиями чем больше турбулентность фазы, тем меньше б и, следовательно, тем выше
Новые идеи в исследовании процесса массолередачи внесены работами Хигби , . Согласно его теории проницания пенетрации, процесс переноса массы рассматривается неустановившимся, причем его скорость принимается такой же, как и при диффузии в неподвижный слой бесконечной глубины, а время контакта фаз невелико. Т время контакта фаз. Из выражения 1. Т . Теория обновления поверхности Данкверста , отбрасывает допущение о пограничных пленках и вместо этого предполагает, что поверхность раздела фаз непрерывно обновляется свежей жидкостью. Л7, 1.