Модернизация узла подготовки горячей воды на базе вращающегося малоинерционного теплообменного аппарата в технологии приготовления суспензии стеарата кальция

• Автор: Багоутдинова, Альфия Гиззетдиновна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 133 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Основные сокращения и обозначения.

Введение

Глава 1. Гидродинамика течения вязкой жидкости в радиально

вращающихся элементах ротационных аппаратов

1.1. Обзор конструкций аппаратов центробежного типа с криволинейными конвергентными каналами
1.2. Обзор конструкций современных малоинерционных вращающихся теплообменных аппаратов.
1.3. Теоретические и экспериментальные исследования гидродинамики течения вязкой жидкости во вращающихся каналах различной формы
1.4. Постановка задачи исследования с учетом особенностей технологии подготовки горячей воды процесса приготовления суспензии стеарата кальция
Глава 2. Физическая и математическая модели течения вязкой жидкости в криволинейном конвергентном канале, сочлененном с кольцевой насадкой.

2.1. Физическая модель течения вязкой жидкости в конвергентном канале

2.2. Математическая модель течения вязкой жидкости в конвергентном канале
2.3. Физическая модель течения вязкой жидкости в кольцевой насадке.
2.4. Математическая модель течения вязкой жидкости в кольцевой насадке.
Глава 3. Численная реализация задачи течения вязкой жидкости в
конвергентном канале, сочлененном с кольцевой насадкой
3.1. Обзор существующих методов численного решения
3.2. Построение конечноэлементной модели.
3.3. Формирование системы алгебраических уравнений
3.4. Решение системы алгебраических уравнений.
3.5. Расчет давления
Глава 4. Результаты численного решения
Глава 5. Практическая реализация результатов научно
исследовательской работы в условиях производства
Основные результаты и выводы.
Список использованной литературы


Это вызывает необходимость, в целях энергосбережения и экономии теплоносителя, модернизировать узел подготовки горячей воды путем внедрения на этой стадии малоинерционного вращающегося теплообменного аппарата (МВТА) с теплообменным элементом в виде криволинейного конвергентного канала, сочлененного с кольцевой насадкой. Исследование процессов гидродинамики во вращающихся каналах принадлежит к числу задач, актуальность которых обусловлена необходимостью создания надежных конструкций компактных теплообменных аппаратов большой единичной мощности, обеспечивающих высокие параметры процессов теплообмена. В связи с этим представляется наиболее перспективным использование для этих целей вращающихся теплообменных аппаратов, проточная часть которых состоит из коаксиальной трубы и жестко связанного с ней конвергентного канала, сочлененного с кольцевой насадкой, где реализуются основные стадии процесса теплообмена. Кроме того, при незначительных конструктивных размерах канала его проточную часть профилируют из расчета максимально развитой теплообменной поверхности. Таким образом, исследование течения вязкой жидкости в радиально вращающемся оребренном криволинейном конвергентном канале, сочлененном с кольцевой насадкой, представляет научный и практический интерес. Научная новизна исследования заключается в том, что, в целях энергосбережения и экономии теплоносителя на режимах от запуска до остановки работы теплообменного аппарата (без нарушения его тепловых и гидродинамических режимов), предложен МВТА с теплообменным элементом в виде радиально вращающегося криволинейного конвергентного канала, сочлененного с кольцевой насадкой; на базе полной системы уравнений Навье-Стокса, с применением метода штрафных функций для определения перепада давления, разработаны математические модели ламинарного течения вязкой несжимаемой жидкости в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале и в каналах кольцевой насадки. На основе МКЭ в слабой формулировке Галеркина предложен алгоритм численной реализации краевой задачи течения вязкой несжимаемой жидкости в радиально вращающемся криволинейном конвергентном канале, сочлененном с кольцевой насадкой. Определены компоненты вектора скоростей и перепад давления в проточной части каналов при различных числах закрутки и критериях Рейнольдса. Достоверность полученных результатов и выводов подтверждается тем, что математические модели, с заданными краевыми условиями, разработаны на базе фундаментальных уравнений движения и неразрывности; численное интегрирование проведено с использованием известных классических методов, а также сравнением полученных результатов расчетов с результатами расчетов по известным методикам. Показано, что годовой экономический эффект от внедрения МВТЛ составит порядка рублей, срок окупаемости не более 2 лет. Личное участие. Все основные результаты получены лично автором под руководством д. Золотоносова Я. Апробация работы. VII аспиранстко - магистерском семинаре КГЭУ, Казань - г. Инновационные процессы в области образования, науки и производства», Нижнекамск - г. XXVII Сибирском теплофизическом семинаре, посвященному -летию академика С. С. Кутателадзе, Новосибирск - г. РАН А. И.Леонтьева, Калуга - г. XVIII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях», Казань - г. Тинчуринские чтения», Казань - г. РАН В. Е.Алемасова, Казань - г. Публикации, По теме диссертации опубликовано работ. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, приложений и списка литературы из 7 названий. Общий объем, включая рисунок, составляет 0 страниц. Работа выполнена при финансовой поддержке АН РТ: грант №-5. Ф) от . ГЛАВА 1. В настоящее время насчитывается более десятка конструкций таких аппаратов обеспечивающих возможность работы: на системах газ -жидкость, жидкость - жидкость, причем в последнем случае как в условиях течения ньютоновских, так и аномально-вязких жидкостей. Сопло размещено в камере приема инжектируемой жидкости 5 и делит ее на внешнюю 8 и внутреннюю 9 камеры.