Тепло- и массообмен при испарении многокомпонентных углеводородных жидкостей

• Автор: Ротинян, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 214 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Список обозначений
1. Введение
2. Обзор литературы
2.1. Расчет термодинамических свойств многокомпонентных
систем
2. 2. Испарение капли жидкости в потоке воздуха
2.3. Тепло - и массообмен при испарении одно - и
многокомпонентных пленок жидкости
2. 4. Цель работы
3. Расчет термодинамических свойств
многокомпонентной жидкости и паро - воздушного потока
над пленкой
3. 1. Определение свойств жидкой фазы
3. 1. 1. Волюметрические свойства
3. 1. 2. Калорические свойства
3. 1. 3. Транспортные свойства
3. 1. 4. Коэффициенты теплопроводности и
поверхностного натяжения. Критерий Прандтля
3. 2. Определение свойств газовой фазы
3. 2. 1. Волюметрические свойства
3. 2. 2. Калорические свойства
3. 2. 3. Транспортные свойства
3. 2. 4. Коэффициент теплопроводности, критерий Прандтля
3. 3. Обращение к программному модулю. Вывод результатов
3. 4. Расчет свойств индивидуальных веществ.
Пример расчета свойств смеси

3.5. Основные результаты и выводы по главе
4. Тепло - и массообмен при испарении капли
многокомпонентной жидкости, обтекаемой потоком воздуха
4.1. Система уравнений, описывающих испарение капли
многокомпонентной жидкости в потоке воздуха
4. 1. 1. Исходная система уравнений
4. 1. 2. Граничные условия
4.1.3. Начальные условия
4. 1.4. Условия устойчивости для уравнений движения
4. 1. 5. Преобразование исходных уравнений движения
4. 2. Метод численного решения уравнений движения
4. 2. 1. Расчетная область и разностная сетка для
уравнений движения
4.2.2. Конечно - разностная форма уравнений движения
4. 2. 2. 1. ® - компонента уравнения импульса
4. 2. 2. 2. г - компонента уравнения импульса
4. 2. 2. 3. Уравнение неразрывности
4. 2. 2. 4. Уравнение Пуассона для давления
4.2.2.5. Определение проекций скорости в точках
с дробными индексами и нахождение поля скорости для
узлов (i, j )
4.3. Уравнения энергии и диффузии.
Методика расчета испарения капли
4. 3. 1. Метод решения
4. 3. 2. Условие устойчивости
4.3.3. Распределение температуры по радиусу капли
4.3.4. Методика расчета испарения капли.
Определение концентрации паров на поверхности капли
и массовой скорости испарения
4. 3. 4. 1. Определение концентрации паров с на
steam
поверхности капли
4. 3. 4. 2. Определение массовой скорости испарения

4.3.4.3. Расчет потери массы на временном шаге.
Определение состава жидкой фазы на новом временном шаге
4.3.4.4. Данные для расчета свойств газа и жидкости
на новом временном слое
4. 3. 4. 5. Условие окончания расчета испарения
4.3.4.6. Расчет испарения
эквивалентной однокомпонентной жидкости
4.3.5. Уточнение значений эт/3г и дс/дг
4. 4. Обсуждение и обобщение результатов расчета
4. 5. Основные результаты и выводы по главе
5. Тепло - и массообмен при испарении пленки
многокомпонентной жидкости в спутном потоке воздуха
5. 1. Введение
5.2. Постановка задачи о течении турбулентного потока воздуха в плоском канале, по внутренней обогреваемой стенке которого движется испаряющаяся пленка
многокомпонентной жидкости
5. 3. Краткая характеристика программного комплекса
для решения уравнений турбулентного газового потока
5. 3. 1. Общая характеристика численного метода
5.3.2. Численный метод решения уравнений турбулентного течения
5.3.3. Временная и пространственная дискретизация
уравнений
5. 3. 4. Модель турбулентности
5.4. Граничные условия для газового потока
и жидкой пленки
5. 5. Теплопроводность стенки испарителя
5. 5. 1. Постановка задачи о теплопроводности пластины

точность порядка ± 0.5 мм, точность второго, перемещающего по
вертикальной оси, составляла ±0. 025 мм. Измерения проводились в трех сечениях канала, на расстоянии 5, 90 и 175 мм от края
пористой вставки. Остаток неиспаренного топлива удалялся сепаратором за рабочим участком.
Полученные на экспериментальной установке [3] опытные данные использовались для верификации модели испарения топливной пленки в канале произвольной геометрии, описанной в главе 5 настоящей работы.
Теоретическое исследование испарения топливных пленок в смесеобразующих устройствах проводилось в работе [57]. В ней приведена математическая модель процессов тепломассообмена в пленочно - испарительном элементе. Разработана методика пошагового расчета локальных тепловых и массовых потоков, температурных полей, а также длины испарения пленки топлива. В работе рассматривается ламинарно - волновое течение пленки, испаряющейся в турбулентный спутный поток воздуха. Предполагается, что брызгоунос отсутствует. Профиль скорости в пленке считается линейным, ее термическое сопротивление не учитывается при расчете теплопередачи через стенку. Топливо заменяется эквивалентной однофракционной жидкостью со свойствами, зависящими от температуры и давления. Уравнения импульса и энергии для газового пограничного слоя решаются интегральным методом. Получено удовлетворительное совпадение расчетных и экспериментальных результатов.
К достоинствам работы необходимо отнести создание модели процессов тепломассообмена в реальном устройстве - пленочном испарителе грибкового типа, анализ влияния конструктивных и режимных параметров на эффективность его работы. К недостаткам может быть отнесен неучет переменности состава топливной смеси и интегральный подход к расчету локальных параметров. Поскольку в [57] рассматривалось дизельное топливо, нет возможности сравнить ее результаты с данными по керосину РТ, полученными в работах [2, 3].
Наиболее подробно процесс испарения топлива в смесеобразующих устройствах рассмотрен в [4], где рассмотрено испарение ламинарно движущейся топливной пленки в турбулентный закрученный и ламинарный спутные потоки воздуха. Канал, где реализуется течение, короткий, течение нестабилизированное в