Тепломассообмен в аппарате с трехфазным центробежным псевдоожиженным слоем

• Автор: Медведев, Дмитрий Игоревич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 141 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРЕХФАЗНОГО ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ

1.1 Особенности трехфазного псевдоожиженного слоя

1.2 Гидродинамические закономерности трехфазных систем

1.3 Процессы тепло и массообмена в трехфазном псевдоожиженном слое

1.4 Анализ существующих схем и конструкций аппаратов с трехфазным пссвдоожиженным слоем

1.5 Выводы и задачи исследования

2 ФОРМИРОВАНИЕ, ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛОМАССООБМЕН В ЦЕНТРОБЕЖНОМ ТРЕХФАЗНОМ ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
2.1 Особенности процесса формирования и движения центробежного трехфазного псевдоожиженного слоя

2.2 Температурные поля охлаждающего агента и охлаждаемой жидкости

2.3 Моделирование процессов гидродинамики и тепломассообмена в центробежном трехфазном псевдоожиженном слое
2.4 Выводы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ЦЕНТРОБЕЖНОМ ТРЕХФАЗНОМ ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
3.1 Методика исследования и описание экспериментального стенда
3.2 Экспериментальное исследование гидродинамики центробежного трехфазного псевдоожиженного слоя
3.3 Экспериментальное исследование тепломассообмена центробежного трехфазного псевдоожиженного слоя
3.4 Экспериментальное сравнение охладителя с центробежным 1 трехфазным псевдоожиженным слоем и вентиляторной градирни
с пластинчатой насадкой
3.5 Выводы
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА И ОПТИМИЗАЦИЯ
ПАРАМЕТРОВ ОХЛАДИТЕЛЯ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМ ТРЕХФАЗНЫМ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ
4.1 Методика расчета геометрических и режимных параметров 5 охладителя
4.2 Определение оптимальных параметров охладителя
4.3 Сравнение эффективности аппаратов для охлаждения жидкости
4.4 Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: II всероссийской научно-технической конференции "Прикладные задачи механики и тепломассообмена в авиастроении" (Воронеж, ВГТУ, ); научно-технической конференции "Современные аэрокосмические и информационные технологии" (Воронеж, ВГТУ, ); VIII международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации в технике и технологиях" (Воронеж, ВГТУ, ); Международной конференции "Системные проблемы качества и математического моделирования информационных и электронных технологий" (Москва, ); научно-технической конференции "Современные технологии в аэрокосмической отрасли и теплоэнергетике” (Воронеж, ВГТУ, ); IV Российской научно-технической конференции "Авиакосмические технологии АКТ-" (Воронеж, ); региональной научно-технической конференции "Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники" (Воронеж, ВГТУ, ). Публикации. По теме диссертации опубликовано печатных работ общим * объемом более 5 п. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав с основными результатами и выводами, изложенными на 8 страницах машинописного текста, библиографического списка из наименования, приложений, содержит рисунков и 1 таблицу. Зуд - удельные приведенные затраты, руб. Ни = а. Био. I - тангенциальный; г - аксиальный; н - начальный; с - слоя, м - монолитный, ч - частиц, г - радиальный, 0 - насыпной. Пссвдоожиженис твердых частиц называют трехфазным, если оно осуществляется с применением двух ожижающих агентов, обычно - газа и жидкости (такой процесс часто называют также газожидкостным псевдоожижением). Псевдоожижающей средой могут также служить две несмепгивающиеся жидкости, что представляет потенциальный интерес применительно к жидкостной экстракции и некоторым другим процессам. Поиски путей интенсификации тепло- и массообменных процессов привели к широкому развитию исследований в области гидравлики, массо- и теплообмена в трехфазном псевдоожижснном слое. Аппараты с таким слоем применяются в производстве химических волокон и минеральных удобрений; в алюминиевой промышленности; в энергетике; в биотехнической промышленности; в нефтехимической и холодильной промышленности /, , ,,,/. Основное применение газожидкостное трехфазное пссвдоожиженис нашло при осуществлении каталитических реакций, где наряду с газообразными и жидким компонентами участвует твердый катализатор. Способы получения трехфазного пссвдоожиженного слоя показаны на рисунке 1. В схемах на рисунке 1. В этом случае схема в может осуществляться в двух вариантах. Чаще всего жидкость имеет возможность сливаться через нижнюю решетку достаточно свободно, поэтому пространство под насадкой заполнено газом, пронизанным струйками стекающей жидкости. Высоту этого пространства делают небольшой. В этом случае насадка прижимается к верхней решетке потоком газа, а орошаемая жидкость смывает элементы насадки. Рисунок 1. В схемах на рисунке 1. Нижняя решетка, называемая опорнораспределительной, не допускает провала элементов насадки, а верхняя (ограничительная) препятствует их выносу за пределы аппарата. Если при одновременной подаче в аппарат орошающей жидкости постепенно увеличивать расход газа, то до достижения некоторой скорости газа насадка будет неподвижна, после чего перейдет в псевдоожиженное состояние, причем каждому значению скорости газа будет соответствовать определенная высота псевдоожиженного слоя и объемная доля твердой фазы в слое. При дальнейшем увеличении скорости газа в зависимости от высоты начального неподвижного слоя насадка может переместиться к верхней решетке, образуя при этом плотный "прижатый" слой псевдоожиженной насадки (рисунок 1. На рисунке 1. Но. Снизу в него подастся газовый поток со скоростью , отнесенной к сечению пустого аппарата, сверху - жидкость с постоянной плотностью орошения В. Точки Л и Л* соответствуют началу пссвдоожижсния при орошении и без орошения. Отрезок В-В' - разность сопротивлений, соответствующая массе задержанной жидкости. Точки С и С' соответствуют полному разрушению неорошаемого псевдоожиженного слоя и началу захлебывания колонны. Точка Э соответствует скорости витания одиночной частицы. Перепад давления фиксируется в пределах участка С применительно к схеме на рисунке 1.