Исследование резонансного метода интенсификации теплообмена в сушильных цилиндрах бумагоделательных машин

• Автор: Банников, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 122 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертация 122 стр., 6 табл., 24 рис., библ. 81 название.
Интенсификация, резонанс, волновое течение, конденсатный слой, сушильный цилиндр, планки, эффективная теплопроводность.
Приведен обзор и классификация основных технических решений, направленных на интенсификацию теплообмена внутри цилиндров контактных сушильных установок бумагоделательных машин. Обосновываются преимущества резонансного метода и устройств по его организации. Анализируются теоретические и экспериментальные исследования волновых течений тонких слоев жидкости и образование конденсатного кольца.
Аналитически исследован резонансный метод интенсификации теплообмена в сушильных цилиндрах скоростных бумагоделательных машин. На основе дифференциальных уравнений гидродинамики и соответствующих граничных условий выведено дифференциальное уравнение движения тонких слоев вязкой жидкости на внутренней поверхности вращающегося сушильного цилиндра. Определена область существования периодического решения. Выведено замыкающее уравнение. Определены условия возникновения и существования резонанса тонкого слоя конденсата с учетом его реальных физических свойств: вязкости, плотности, поверхностного натяжения.
Получена зависимость для расчета расстояния между планками, при котором возникает резонанс вязкого конденсатного слоя и значительное увеличение его
эффективной теплопроводности.
Разработана и создана экспериментальная установка, на которой проведено исследование термогидродинамических процессов на внутренней поверхности вращающегося сушильного цилиндра. Выполнено сравнение полученных в работе теоретических зависимостей с собственными экспериментальными данными и с экспериментальными данными других исследователей. В результате предложен инженерный метод для проектирования и установки планок с целью организации резонансного метода интенсификации теплообмена.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ ПО ГИДРОДИНАМИКЕ ВОЛНОВЫХ ТЕЧЕНИЙ ТОКИХ СЛОЕВ ЖИДКОСТИ И ТЕПЛООБМЕНУ НАВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СУШИЛЬНОГО ЦИЛИНДРА БУМАГОДЕЛАТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
1.1. Обзор основных технических решений
1.2. Теоретические и экспериментальные исследования
2 . ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ТОНКОГО СЛОЯ КОНДЕНСАТА ПРИ ЕГО ВОЛНОВОМ ТЕЧЕНИИ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СУШИЛЬНОГО ЦИЛИНДРА
2.1. Постановка задачи и вывод исходных уравнений
2.2. Периодическое решение и область его существования
2.3. Вывод замыкающего уравнения
2.4. Волновое движение в канале конечной длины
2.5. Теплопроводность конденсатного слоя при его волновом течении на внутренней поверхности сушильного цилиндра
2.6. В ыводы по главе
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНОГО МЕТОДА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА В СУШИЛЬНОМ ЦИЛИНДРЕ
3.1. Экспериментальная установка и методика проведения
эксперимента
3.2. Результаты экспериментального исследования
3.3. Математическая обработка результатов эксперимента
4. СРАВНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ С ОПЫТНЫМИ
ДАННЫМИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ

смотрены профили волн для различных условий возбуждения, изменением со временем уровня жидкости у боковой стенки бассейна.
В работе [68] исследована задача Коши для линеаризованной (относительно некоторого среднего стационарного состояния) двумерной системы уравнений недиспергирующих длинных волн вязкой жидкости. При этом жидкость предполагалась однородной, а глубина бассейна переменной. На боковых границах заданы условия прилипания. Методами функционального анализа доказаны теоремы существования и единственности решения задачи в определенном гильбертовом пространстве.
В [21] экспериментально исследовано поведение свободной поверхности жидкости в частично заполненном прямоугольном параллелепипеде при воздействии на боковую поверхность емкости распределенной кратковременной нагрузки. Получены зависимости состояния свободной поверхности, находящейся в возмущенном состоянии, от времени, в течении которого длится процесс колебаний. Показано, что с увеличением уровня заполнения емкости жидкостью, время затухания колебаний уменьшается. Установлено, что амплитуда колебаний свободной поверхности и ее площадь возрастают по мере уменьшения уровня заполнения емкости жидкостью.
В [70] рассмотрен один из основных способов определения высот волн - измерение вызванных волнами флуктуаций давления в жидкости. Использован существующий способ восстановления амплитуд волн по амплитуде колебаний давления на основе соотношения, найденного для нелинейных гармонических волн из теории Стокса второго порядка. Представлены рассчитан-