Моделирование теплообменных процессов в пленке жидкости с сосредоточенным воздействием внешних параметров

• Автор: Мартынов, Дмитрий Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Содержание диссертации Глава 1. Введение.

1.1 Особенности теплообменных процессов в потоках жидкости.

1.2 Анализ теплообменных процессов при контакте поверхности жидкости с газовыми потоками и каплями жидкости

1.3 Интенсификация процессов испарения и конденсации в пленке жидкости

1.4 Анализ воздействия электрического поля на гидродинамические и теплообменные процессы.I

1.5 Методы повышения эффективности теплообменных процессов.

Глава 2. Теплообменные процессы в жидкоет с капельным орошением

2.1 Теплообмен в пленке жидкости при капельном полидисперсном орошении

2.2 Тсшюобменный аппарате капельным орошением.

2.3 Сравнительный расчет характеристик испарителей

Глава 3. Влияние электрического поля на теплообмен в пленке жидкости.

3.1 Влияние электрического поля на теплообмен в пленке жидкости, осложненной наличием фазовых превращений ламинарный режим, конденсация
3.2 Влияние электрического поля на интенсивность пленочной конденсации жидкости турбулентный режим течения
3.3 Теплообменные аппараты с применением электрического
Глава4. Теплообмен тонких слоев жидкости с газовым
потоком
4.1 Анализ тсплообменных процессов в тонких слоях жидкости взаимодействующих с нагретым охлажденным потоком газа
4.2 Теплообменные аппараты со струйным смешением
Выводы.
Литература


Создание зон микросмешения позволяет снизить расход энергии, повысить качество готового продукт и рентабельность производства, за счет уменьшения времени проведения технологического процесса, замены более энергоемкого и металлоемкого аппарата на менее энергоемкий и металлоемкий, например, заменить аппарате механическим перемешиванием на аппарат со струйным смешением сред. Анализ теплообменных процессов при контакте поверхности жидкости с газовыми потоками и каплями жидкости. Движение жидкости, как правило, сопровождается взаимодействием с газовой средой, которая при этом может проникать в жидкость. Существует множество различных режимов течения жидкости, которые приближенно качественно можно разделить на категории, если брать движение в трубе то такие как; пузырьковое течение - пузырьки распределены В СПЛОШНОЙ ЖИДКОСТИ, снарядное или пробковое - происходит слияние пузырьков в пузыри с характерной формой в виде снарядов, вспененное течение неустойчивый режим при котором имеет место колебательное движение жидкости вдоль траектории движения, кольцевое - жидкость течет по стенкам а газовая фаза с некоторым количеством мелких капель движется в центре, и т. В том случае когда газ и жидкость движутся отдельно течение считается однофазным. Согласно работе |2] процесс теплообмена также напрямую связан с тем, как именно и с какой скоростью движется жидкость. К примеру, влияние газа на увеличение коэффициента теплоотдачи в большей степени связано со структурой потока, чем с испарением. Когда температура жидкой пленки существенно ниже температуры насыщения, она поглощает большую часть теплоты в этом случае эффективность процесса больше чем при однофазном течении. Па испарение жидкости и на ншревание газа (вследствие его малой теплоемкости) идет незначительное количество теплоты, и следовательно этим сопротивлением можно пренебречь. Однако если температура пленки близка к температуре насыщения, процессы в газовой фазе могут стать определяющими, в этом случае целесообразно использовать аналитические методы основанные на экспериментальных данных. Процессы происходящие на поверхности раздела двух фаз рассматриваются в работах [-]. Пр и этом собранные, довольно значительные теоретические и экспериментальные данные о процессах происходящих на поверхности раздела фаз дают возможность производить расчет теплообмена непосредственно, в теплообменных аппаратах, общие принципы расчета при различных видах и скоростях межфазною взаимодействия приведены в работах (-1 j. При проведении расчетов обычно рассматривают взаимодействие но всей поверхности раздела фаз, то есть рассредоточено. Свойства вещества на поверхности отличаются от свойств вещества в объеме. F то для создания дополнительной поверхности требуется вложить энергию. Жидкость всегда формирует свою свободную поверхность таким образом, чтобы свободная энергия была минимальна. S - энтропия поверхности, величина •-(? Коэффициент поверхностного натяжения является функцией температуры Т и уменьшается с падением температуры. В уравнении (1. Р2 - давление в первой и второй фазах. В результате взаимодействия может происходить изменение коэффициента поверхностного натяжения из-за изменения температуры, что приводит к интенсификации тепломассообменных процессов. Л гг / с1х = 0. Система, в которой (1(т /(1х >0. Вихрь, поступивший с глубины потока к поверхности, переносит к поверхности жидкость с более холодной температурой и с более высоким содержанием летучей компоненты. В результате не поверхности возникает «пятно» с более низким коэффициентом поверхностною натяжения, что вызывает конвективное движение жидкост и. При встречном движении жидкости имеют место более сложиыие процессы, рассмотрим взаимодействие между двумя однородными потоками, направленными н одну сторону со скоростями и У2 в случае ламинарною течения. Согласно [] вблизи свободной поверхности устанавливается свободный слой смешения, зависящий только от координаты х, направленной вдоль свободной поверхности, и описываемый уравнениями погранслоя. Потоки соприкасаются в точке х = 0, у = 0, - оо <г <оо. Здесь и, V - компоненты скорости вдоль оси х и у соответственно. V -кинематическая вязкость. Данная задача имеет автомодельное решение с переходным слоем, толщина которого пропорциональна {ху/и()'2. Которое решается численно.