Повышение эффективности работы выпарных аппаратов в условиях критических тепловых потоков

• Автор: Голубева, Ольга Алексеевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 147 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА КРИЗИСА ТЕПЛООБМЕНА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Гидродинамическая природа кризиса теплообмена при кипении внутри труб

1.2. Обзор и анализ существующих методик расчета критической плотности теплового потока

1.3. Постановка задач исследования

ГЛАВА II ИССЛЕДОВАНИЕ КРИЗИСА ТЕПЛООБМЕНА ПЕРВОГО РОДА ПРИ КИПЕНИИ ПИЩЕВЫХ СМЕСЕЙ ВНУТРИ ТРУБ

2.1. Теоретические предпосылки исследования

2.2. Моделирование процесса

2.3. Экспериментальная установка для исследования кризиса теплообмена при кипении пищеЕых смесей

2.4. Выбор объектов исследования и их основные характеристики

2.5. Методика проведения экспериментов
2.6. Система измерения параметров
2.7. Обработка результатов исследования, погрешности
ГЛАВА III РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ КРИЗИСА ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ ПИЩЕВЫХ СМЕСЕЙ В ТРУБАХ ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
3.1. Критические условия кипения пищевых смесей. Положение
точки кризиса
3.2. Теплоотдача в критических условиях кипения пищевых смесей и влияние на нее различных факторов
3.3. Критический ТеПЛОБОЙ поток при кипении пищевых смесей внутри труб и влияние на него определяющих факторов
Глава IV РАЗРАБОТКА ПРОГРАШ ДЛЯ РАСЧЕТА ВЫПАРНЫХ АППАРАТОВ
4.1. Теоретические основы к разработке программы для расчета
выпарных аппаратоб. Описание алгоритма расчета
4.2. Область применения формул для расчета критической плотности теплового потока при кипении пищевых смесей в условиях естественной конвекции
4.3. Область применения формул для расчета критической плотности теплового потока при кипении пищевых смесей в условиях вынужденной конвекции
Глава V ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Основные рекомендации по повышению эффективности работы
Еыпарных аппаратов в уоловиях критических тепловых потоков
5.2. Ожидаемая технокоэкономическая эффективность внедрения результатов выполненной работы
5.3. Внедрение результатов исследования
вывода
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


В результате наблюдается значительное снижение производительности аппарата, надежности его работы, качества выпариваемого продукта, накипание твердых частиц смеси на теплообменную поверхность, требующее последующей очистки внутренней части труб, увеличение энергозатрат, а значит - удорожание производстве. Таким образом, устранение кризиса теплообмена имеет большое практическое значение при выпаривании пищевых смесей. Прежде всего это относится к кризису теплообмена первого рода. Исследование кризиса теплообмена первого рода проводилось на протяжении десятилетий. За это время выполнено значительное количество теоретических и экспериментальных исследований. В литературе имеются обстоятельные обзоры моделей кризиса кипения и вариантов математического описания задачи. Однако, проблему нельзя считать решенной. Анализ работ показал, что пока еще нет полного понимания внутренних механизмов кризиса теплообмена и единых общепризнанных представлений об основах теории этого явления. Влияние на кризис значительного количества параметров затруднило описание хода процесса настолько, что в настоящее Бремя не существует математических критериев, учитывающих воздействие одновременно всех факторов. Выводы, сделанные на основе проведенного анализа литературных источников, показали многообразие работ, посвященных исследованию кризиса теплообмена первого рода. Однако, при сопоставлении результатов опытов разных авторов отмечены существенные расхождения, а часто даже противоречивые данные. В области влияния кризиса теплообмена первого рода на эффективность работы выпарных аппаратов при кипении неоднородных многокомпонентных пищевых смесей ( далее пищевых смесей) исследования ведутся в очень ограничено. К ним при проведении расчетов применяется математический аппарат и закономерности, справедливые для чистых веществ, что приводит к значительному отклонению режима рзботы Еыпарных аппаратов от номинального. Целью настоящей диссертационной работы является повышение эффективности выпарных аппаратов в условиях критических тепловых потоков. Диссертантом предпринята попытка выделить основные факторы, определяющие особенности критических тепловых потоков для пищевых смесей,и зависимости, которым они подчиняются. Полученные формулы полностью подтверждены экспериментальной проверкой. В ходе исследований проведено более 0 экспериментов по выпариванию различных пищевых смесей в условиях свободной и вынужденной конвекции при разных значениях рабочего давления. Сегодня невозможно представить процесс изучения и труд конструктора без применения ЭВМ, поэтому в данной работе предложена программа для расчета трубчатых выпарных аппаратов, позволяющая значительно ускорить и облегчить конструкторские разработки. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка использованной литературы и приложений. Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель исследования и научная новизна, показана практическая значимость результатов работы для пищевой промышленности. В первой главе приведен анализ состояния вопроса кризиса теплообмена первого рода и поставлены задачи исследования. В третьей главе обобщены результаты исследования кризиса теплообмена и полученные диссертантом основные закономерности, которым он подчиняется. В четвертой глазе разработана программа расчета выпарного аппарата ка языке Турбопаскаль и особенности ее применения. Пятая глава посвящена практическому приложению результатов исследований и оценке повышения эффективности работы выпарных аппаратов в условиях критических тепловых потоков. Критические тепловые потоки представляют собой Еажное явление, которое необходимо учитывать при проектировании и обеспечении безопасной эксплуатации различных устройств с рабочей средой, находящейся в состоянии кипения. Из-за чрезмерно высокой температуры кризис теплообмена обычно приводит к повреждению поверхности нагрева при постоянной плотности обогревающей среды, поэтому его необходимо предсказывать и предотвращать. Вопросам исследования кризиса теплообмена посвящено большое количество работ. Исследования, проведенные Кутателадзе С. С. для кипения воды в большом объеме, позволили сделать вывод о том,что кризис имеет место при смене режимов кипения (рис. ПЛОТНОСТИ теплового потока Ц кр! Рис.