Исследование процесса конденсации водяного пара из парогазовых смесей различного состава в кожухотрубных теплообменных аппаратах

• Автор: Дудник, Наталия Михайловна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание.
Содержание.

Основные обозначения.

Введение.
Глава 1. Современное состояние исследований процесса пленочной конденсации пара из парогазовых смесей в конденсационных аппаратах промышленной теплоэнергетики

1.1. Применение теплообменных аппаратов с конденсацией пара из парогазовых смесей

1.2. Результаты численных и экспериментальных исследований

1.3. Инженерные методы расчета теплообменных аппаратов при пленочной конденсации парогазовой смеси.

1.4 Выводы по первой главе .

Глава 2. Разработка математической модели и алгоритма расчета процесса пленочной конденсации пара из парогазовой смеси различного состава в кожухотрубном теплообменном аппарате
2.1 Математическая модель процесса пленочной конденсации водяного пара из парогазовой смеси различного состава в вертикальном кожухотрубном теплообменном аппарате
2.2 Подтверждение адекватности математической модели
2.3 Вывод по второй главе.
Глава 3. Численное исследования процессов тепло и масеообмена
при пленочной конденсации водяного пара из ПГС различного
состава.
3.1 Влияние рода неконденсирующегося компонента парогазовой смеси.
3.2 Влияние термического сопротивления пленки конденсата и отложений на поверхности теплообмена
3.3 Влияние неизогермичности поверхности теплообмена.
3.4 Вывод по третьей главе
Глава 4. Оценка влияния неконденсирующихся газов на работу
кожухотрубных теплообменных аппаратов.
4.1 Обобщенная диаграмма режимов работа горизонтальных кожухотрубных теплообменников с конденсацией пара из парогазовых смесей.
4.2 Улучшение характеристик кожухотрубных конденсаторов при интенсификации тепломассообмена со стороны холодного теплоносителя.
Заключение и выводы
Список литературы


Получен способ представления диаграммы режимов работы горизонтальных кожухотрубных теплообменных аппаратов конденсационного типа в безразмерном виде, обобщающий ее вид для различных скоростей потока ПГС и различных характерных размерах теплообменных поверхностей. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечиваются корректным использованием теории переноса тепла и массы, а также удовлетворительными результатами сопоставления полученных в работе данных с экспериментальными данными. ПГС и температуры поверхности конденсации. Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены на ,,-ой Международной научно-технической конференции студентов и аспирантов. Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Москва, - гг; на 3-й Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-». Публикации. Основные научные положения и выводы изложены в 5 опубликованных работах, одна из которых опубликована в ведущем рецензируемом научном журнале, определенном Высшей аттестационной комиссией. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы, состоящего из наименований. Общий объём диссертации составляет 0 страницы, включая рисунка, таблиц и 2 приложения. Глава 1. Современное состояние исследований процесса пленочной конденсации пара из парогазовых смесей в конденсационных аппаратах промышленной теплоэнергетики. Применение теплообменных аппаратов с конденсацией пара из парогазовых смесей. Конденсация пара из парогазовой смеси (далее ПГС) имеет широкое распространение в промышленности в аппаратах энергетических и теплотехнологических установок. В зависимости от типа аппарата конденсация пара может происходить на горизонтальных или вертикальных трубах (кожухотрубные конденсаторы), внутри труб (воздушные и испарительные конденсаторы), в вертикальных плоских (спиральные конденсаторы) и гофрированных каналах (пластинчатые конденсаторы). Наличие НКГ в паре в теплообменных аппаратах конденсационного типа часто предопределено особенностью производства, в технологическую линию которого включены данные аппараты, или обусловлено непосредственными присосами НКГ, неизбежными при работе теплообменников при давлениях ниже барометрического. Наличие в паре присосов различных НКГ существенно снижает теплоотдачу при конденсации пара, что необходимо учитывать при проектировании и расчете теплообменных аппаратов энергетических и теплотехнологических установок. В химической технологии процессы конденсации пара из ПГС используются для конденсации аммиака из азотоводородной смеси после его синтеза, для конденсации углеводородных смесей из газов пиролиза нефтяного сырья в производствах низших олефинов (этилена, пропилена), для конденсации органических продуктов в присутствии НКГ, для конденсации азота из азотогелиевой смеси в установках очистки гелия от примеси азота и во многих других производствах [2]. В охлаждающие теплообменники химических технологий поступают смеси пара и диоксида углерода С, аммиака 7У#3, азота И2, водорода #2, гелия Не и многих других газов. Одним из теплообменных аппаратов, в которых происходит конденсация пара из ПГС, содержащих различные НКГ, являются конденсаторы пароэжекторных вакуумных насосов (рис. Пароэжекторные вакуум-насосы, нашедшие применение впервые для поддержания вакуума в конденсаторах паровых турбин, широко используются в различных областях промышленности, использующих вакуум для понижения температуры дистилляции и сушки продуктов, разлагающихся при нагреве, и для ряда других целей. В нефтеперерабатывающей промышленности пароэжекторные вакуум-насосы применяются для перегонки масляных фракций нефти, для удаления растворителей из масел селективной очистки, для дистилляции синтетических жирных кислот и спиртов и т. Для подобных же целей применяются пароэжекторные вакуум-насосы в химической, парфюмерной, пищевой и других отраслях промышленности [3]. Расход пара на технологические нужды на заводе по производству сахарного песка, включая жомосушение, составляет % к массе перерабатываемой свеклы. Рис. Схема четырехступенчатого пароэжекториого вакуум-насоса.