Экспериментальные исследования реверсивных процессов переноса в регенеративном тепло-массообменном аппарате
Диссертация
Научная и практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы при расчете любых тепло-массобменных устройств, работающих в реверсивных режимах. Модифицированная математическая модель позволяет моделировать реверсивный процесс теплообмена. Результаты расчета по этой модели были использованы при создании опытно-промышленного образца регенеративного теплообменника (Вентирег) для… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА I. Обзор существующих конструкций теплообменников для утилизации теплоты вентиляционных выбросов
- 1. 1. Использование рекуперативных теплообменников
- 1. 2. Использование вращающихся (роторных) теплообменников
- 1. 3. Использование рекуператоров на тепловых трубках
- 1. 4. Использование систем с промежуточным теплоносителем
- 1. 5. Постановка задачи исследования
- Выводы по главе 1
- ГЛАВА II. Теоретические и экспериментальные исследования нестационарного тепло- и влагообмена в зернистых средах
- 2. 1. Нестационарные тепловые процессы в зернистом слое
- 2. 1. 1. Обзор определения коэффициентов теплообмена зернистого слоя
- 2. 2. Экспериментальные исследования нестационарного процесса влагообмена в зернистых средах
- 2. 1. Нестационарные тепловые процессы в зернистом слое
- Выводы по главе II
- ГЛАВА III. Экспериментальные исследования реверсивного тепло- и влагообмена в зернистых средах
- 3. 1. Исследование реверсивного теплообмена в зернистой среде
- 3. 1. 1. Исследование регенерации теплоты в твердой теплоаккумулирующей насадке
- 3. 1. 2. Исследование регенерации теплоты в теплоаккумулирующей насадке с фазовым переходом «вода-лед»
- 3. 2. Исследование реверсивного процесса влагообмена в адсорбенте
- 3. 3. Исследование реверсивного тепло-и влагообмена в зернистой среде и адсорбенте
- 3. 3. 1. Исследование процесса регенерации теплоты и влаги на лабораторной установке
- 3. 3. 2. Исследование процесса регенерации теплоты и влаги на опытнопромышленном образце регенератора
- 3. 4. Прототип промышленного регенератора для утилизации теплоты и влаги в системе вентиляции
- 3. 1. Исследование реверсивного теплообмена в зернистой среде
- Выводы по главе III
- ГЛАВ АIV. Математическая модель реверсивного теплообмена в зернистой среде
- Выводы по главе IV
Список литературы
- Федеральная целевая программа на 1998−2005 г. г. «Энергосбережение в России». Постановление Правительства РФ от 24.01.98 г. Собрание законодательства Российской Федерации, 1998. № 5.
- Богуславский, Л.Д. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха / Л. Д. Богуславский, Л. И. Ливчак. М.: Стройиздат, 1990.
- Свистунов, В.М. Отопление вентиляция и кондиционирование воздуха /
- B.М. Свистунов, Н. К. Пушняков. СПб.: Изд-во Политехника, 2001.
- Доценко, С.А. Энергосберегающие технологии систем вентиляции и кондиционирования воздуха / С. А. Доценко // СтройПРОФИль 2003. -№ 4.
- Хараз, Д.И. Пути использования вторичных энергоресурсов в химических производствах / Д. И. Хараз, Б. И. Псахис. М.: Химия, 1984. -224 с.
- Хаузен, X. Теплопередача при противотоке, прямотоке и перекрестном токе / X. Хаузен. М.: Энергоиздат, 1981. — 384 с.
- Хоблер, Т. Теплопередача и теплообменники / Т. Хоблер. Л.: 1961. -820 с.
- Самсонова, Е.Е. Утилизаторы теплоты удаляемого из зданий воздуха / Е. Е. Самсонова // Водоснабжение и санитарная техника. 1990. — № 4.1. C. 30−32.
- Кигур, Ю.Н. Опыт использования тепла вентиляционных выбросов для нагрева приточного воздуха / Ю. Н. Кигур // Водоснабжение и санитарная техника. 1980 — № 5 — С. 25−27.
- Белоногов, Н.В. Обмерзание и конденсация водяного пара в перекрестноточных пластинчатых рекуператорах / Н. В. Белоногов // Журнал «С.О.К.» 2005. -№ 11.
- Белоногов, Н.В. Утилизация теплоты в перекрестноточных пластинчатых рекуператорах / Н. В. Белоногов // Журнал «С.О.К."2005.-№ 5.
- Малявина, Е.Г. Работа пластинчатых воздухо-воздушных теплообменников в климатических условиях г. Москвы / Е. Г. Малявина,
- A.А. Королев, Ю. Н. Ефимов. Московский архитектурный институт, 2002.
- Иванов, В.В. Утилизаторы тепла. Снижение энергозатрат в системах вентиляции / В. В. Иванов // Журнал «С.О.К.» 2002. -№ 11.
- Рекуператор тепла вентиляционного воздуха — эффективное энергосбережение или неоправданное расточительство? // Журнал «С.О.К."2006.-№ 12.
- Васильев, JI.A. Теплообменники на тепловых трубах для утилизации тепловентиляционных выбросов / JI.A. Васильев, В. Г. Кисимов. -Минск: ИТМО НАН. Препринт № 18, 1985.
- Богословский, В. Н. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха /
- B.Н. Богословский, М. Я. Поз.-М.: Стройиздат, 1983.
- Кокорин, О.Я. Установки кондиционирования воздуха / О. Я. Кокорин. -М.: 1978.-264 с.
- Беспамятных, Д.Л. Теплоутилизация в системах вентиляции / Д. Л. Беспамятных Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.tomupi.ru/articles/author.l/ctg.l/item.7/index.html.
- Вишневский, Е.П. Рекуперация тепловой энергии в системах вентиляции и кондиционирования воздуха / Е. П. Вишневский // Журнал «С.О.К.» -2004-№ 11.
- Грановский, B.JI. Тепло- и массообмен в регенеративных вращающихся сорбирующих и несорбирующих теплоутилизаторах систем вентиляции и кондиционирования воздуха: дис.. канд. техн. наук / B.JI. Грановский- М. 1983. 175 с.
- Утилизация тепла в установках вентиляции и кондиционирования воздуха. Теплоутилизатор FRIVENT. Технические данные. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.frivent.com.
- Карпис, JI.E. Исследование теплообменных аппаратов из двухфазных гравитационных термосифонов для утилизации тепла воздуха, удаляемого системами вентиляции в кондиционирования: дис.. канд. техн. наук / JI.E. Карпис- М. 1979. 225 с.
- Некрасов, В.П. Экспериментальное исследование вентиляционных систем принудительного типа с рекуперацией тепла уходящего воздуха / В. П. Некрасов, М. М. Электронный ресурс. 2000. — Режим доступа: http://niptis.narod.ru/experiment.html.
- Вишневский, Е.П. Кондиционирование воздуха увлажнение. Аргументация необходимости увлажнения воздуха и оценка дефицита влаги / Е. П. Вишневский // Журнал «С.О.К.» — 2003. — № 10.
- Романов, В.А. Физические представления о теплообмене в подземных проницаемых зонах / В. А. Романов // Физические процессы горного производства. Л.: ЛГИ. 1976. -№ 3.
- Романов, В.А. Теплообмен при вынужденной конвекции в слабопроницаемой среде / В. А. Романов, Н. Н. Смирнова // Инж.- физ. журн. 1977. Т.ЗЗ. — № 2. — С. 305−310.
- Смирнова, Н. Н. Решение уравнений переноса тепла при фильтрации методом сведения к эквивалентному уравнению теплопроводности / Н. Н. Смирнова // Физическая гидродинамика и теплообмен: сб. науч. тр. Новосибирск, 1978. С. 61−68.
- Нустров, B.C. Метод эквивалентного уравнения в теории тепломассопереноса / B.C. Нустров, Б. Н. Сайфулаев // Инж, — физ. журнал. 1988. Т. 54. — № 5. — С. 779−786.
- Мухин, В.А. Экспериментальное исследование нестационарного теплообмена в пористом слое при фильтрации в нем жидкости /
- B.А. Мухин, Н. Н. Смирнова // Журн. прикл. механики и техн. физики. -1981. -№ 4. С. 110−115.
- Смирнова, Н.Н. Нестационарный теплообмен при фильтрации в гетерогенных средах / Н. Н. Смирнова. Новосибирск: Институт теплофизики СО АН СССР. — 1990.
- Карслоу, Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. М.: Наука, 1964.-487 с.
- Малофеев, Г. Е. Исследование распределения температуры в пласте и потерь с целью увеличения нефтеоотдачи: дис.. канд. техн. наук / Г. Е. Малофеев- МИНХиГП. М.: 1959. — 162 с.
- Цой, П. В. Методы расчета отдельных задач тепломассопереноса / П. В. Цой.-М.: Энергия, 1971.-383 с.
- Schuman, T.E.W. Heat transfer a liquid flowing through a porous prism / T.E.W. Schuman // J. Franklin Inst. 1929. — Vol. 208, № 3. — P. 405−416-
- Кэйс, B.M. Компактные теплообменники / B.M. Кэйс, А.Н. Лондон- пер. с англ.- под ред. Ю. В. Петровского. М.: Энергия. — 1967.
- Anzelius, A. Uber Erwarmung vermittels durchstromender Medien / A. Anzelius // Ztschr. Angew. Math. Mech. 1926. Bd 6, № 4. — P. 291−294.
- Klinkenberg, A. Numerical evalution of equations desch-ribing transient heat and masstransfer in packed solids / A. Klinkenberg // Ind. Eng. Chem. 1948. Vol. 40, № 10.-P. 1992−1994.
- Ledoux, E. // Ind. Eng. Chem. 1970. — Vol. 40.
- Тен-Бош. Теплопередача / Тен-Бош 1930.
- Шаха, А.К. // Химстрой. 1935. — № 5.
- Жуховицкий, А.А. / А.А. Жуховицкий, Я. Л. Забежинский, А. Н. Тихонов // ЖФХ. 1945. — Т. 19, № 6. — С. 253.
- Thomas, С. // N. Y. Acad. Sci. 1948. — Vol. 49. — P. 161.
- Иванцов, Г. П. Прогрев неподвижного слоя шаров потоком горячего газа / Г. П. Иванцов, Б. Я. Любов // Докл. АН СССР. 1952. — Т. 136, № 2.1. C. 293−296.
- Серов, Е.П. Динамика процессов в тепло- и массообменных аппаратах / Е. П. Серов, Б. П. Корольков. -М.: Энергия, 1967.
- Теплотехника металлургического производства. М: МИСИС, 2006 — Т. 2.-С. 246−253.
- Теплотехника: учебник для вузов. / под ред. В. Н. Луканина М.: Высшая школа, 1999. — 671 с.
- Pons, М. // Int. J. Refrigeration. 1997. Vol. 20, № 6. — P. 411−420.
- Aphornarata, S. / S. Aphornarata, I.W. Eames // Int. J. Refrigeration. 1995. -Vol. 18, № 4.
- Pons, M. //J. Energy Resources. 1996. — Vol. 118, № 3. — P. 229−236.
- Nusselt, W. Die Theorie des Winderhitzers. // VDI-Zeitschrift. 1927. — Vol. 71, № 3. -P. 3.
- Корольков, Б.П. Специальные функции для исследований динамики нестационарного теплообмена. -М., 1976.
- Окунев, Б.Н. Аналитическая теория регенеративного теплообмена и исследование его термодинамической эффективности / Б. Н. Окунев, М. С. Сафонов // ИФЖ. 2000. — Т. 73, № 2. — С.237−243.
- Ranz, W. //J. Chem. Eng. Progr. 1952. — Vol. 48. — P. 141−173.
- Rowe, P. N / P.N. Rowe, K.T. Claxton, J.B. Lewis // Trans. Inst. Chem. Eng. -1965.-Vol. 43, № 1.-P. 14.
- Кутателадзе, С. С. Основы теории теплообмена / С. С. Кутателадзе М.-Л., Машгиз, 1957.-383 с.
- Pfeffer, R. // Ind. Eng. Chem. Fund. 1964. — Vol. 3. — P. 380.
- Happel, J. // AlChE J. 1958. — Vol. 4. — № 3. — P. 197.
- Kusik, C.L. /C.L. Kusik, J. Happel // Ind. Eng. Chem. Fund. 1962. — Vol. 1. -P. 163.
- Zabrodsky, S.S. // Int. J. Heat Mass Transfer. 1963. — Vol. 6, № 8. — P. 989.
- Петухов, Б.С. Теплопередача и сопротивление при ламинарном течении в трубах / Б. С. Петухов. М., Энергия, 1967.
- Srensen, I.P. / I.P. Srensen, W.E. Stewart // Chem. Eng.Sci. 1974. — Vol. 29, № 4.-P. 818.
- Аэров, М.Э. Аппараты со стационарным зернистым слоем / М. Э. Аэров, О. М. Тодэс, Д. А Наринский. Л.: Химия, 1979. — 176 с.
- Чуханов, З.Ф. Динамика процесса швелевания твердого тела / З. Ф. Чуханов, Е. А. Шапатина // Изв. АН СССР. ОТН. 1945. — № 7−8. — С. 746.
- Федоров, И.М. Коэффициенты испарения, теплоотдачи и сопротивления при сушке зернистых материалов с продувкой воздуха через слой // Сборник ВТИ. Современные проблемы сушильной техники. Под ред. М. Ю. Лурье. 1941, № 2, — С. 64.
- Бернштейн, Р.С. Теплоотдача в слое // Исследование процессов горения натурального топлива: сборник статей. Под ред. Г. Ф. Кнорре. М.-Л., Госэнергоиздат, 1948. — С. 88.
- Тимофеев, В. Н. Теплообмен в слое // В кн.: Известия ВТИ им. Ф, Э. Дзержинского. 1949. -№ 7. — С. 12.
- Аэров, М.Э. Некоторые вопросы аэродинамики и теплообмена в каталитических реакционных аппаратах. Дис.. д-ра техн. наук- М., 1951.
- Аэров, М.Э. Теплообмен в слое шаров при больших числах Рейнольдса для газового потока / М. Э. Аэров, Д. А. Наринский, Б. И. Шейнин // Теоретические основы химической технологии. М.: Наука. — 1968.-Т. 2,№ 4.-С. 575.
- Чечеткин, А.В. Высокотемпературные теплоносители / А. В. Чечеткин. -М., Госэнергоиздат, 1962.
- Любошиц, А.И. Регенеративный теплообмен в плотном слое / А. И. Любошиц, В. А Шейнман. Минск: Наука и техника, 1970. — 360 с.
- Decken, G.B. Bestimmung der Warmeubergang von Kugelschuttungen in durchstromen des Gas mit Hilfe der Stoffubergang Analogie / G.B. Decken,
- A.I. Hautke, I. Binckebanck // Chem. Ingr. Techn. 1960. — Bd. 32, № 9. -S. 591.
- Дентон, В. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при течении жидкости через слой сферических частиц / В. Дентон, Ч. Робинсон, Р. Тиббс // Экспресс-информация, № 47. М., Атомиздат, 1963.
- Богоявленский, Р. Г. Гидродинамика и теплообмен в высокотемпературных ядерных реакторах с шаровыми твэлами / Р. Г. Богоявленский. М.: Атомиздат, 1978. — 112 с.
- Гольдштик, М.А. Процессы переноса в зернистом слое / М. А. Гольдштик Новосибирск: изд-во ИТФ СО АН СССР, 1984.
- Кутателадзе, С.С. Основы теории теплообмена / С. С. Кутателадзе. М.: Атомиздат, 1979.-415 с.
- Ruthven, D.M. Principles of Adsorption and Adsorption Processes / D.M. Ruthven. N.Y.: Wiley, 1984.
- Кельцев, H.B. Основы адсорбционной техники / H.B. Кельцев. -М.: Химия, 1984.
- Современные подходы к исследованию и описанию процессов сушки пористых тел / Ю. И. Аристов и др. Новосибирск: изд-во СО РАН, 2001.-С. 180−211.
- Ruthven, D.M. Pressure Swing Adsorption / D.M. Ruthven, S. Farooq, K.S. Knaebel. VCN Publisher Inc., N.Y. 1994. — 352 p.
- Banks, P.J. // Chem.Engn.Sci. 1972. — Vol. 27. -P.l 143−1155.
- Close, D.J. / D.J. Close, P.J. Banks // Chem.Engn.Sci. 1972. — Vol. 27. -P. 1155−1167.
- Франк-Каменецкий, Д. А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике / Д. А. Франк-Каменецкий. М.: Наука, 1967. — С. 426.
- Матрос, Ю.Ш. Катализаторы и каталитические процессы / Ю. Ш. Матрос. Новосибирск: изд-во ИК СО АН СССР, 1977. -С.111−134.
- Матрос, Ю. Ш. //Кинетика и катализ. 1981. — Т. 22, № 2, — С. 219−226.
- Боресков, Г. К. / Г.К. Боресков и др. // Докл. АН СССР. 1977. — Т. 237, № 1.-С. 160−163.
- Боресков, Г. К. / Г.К. Боресков и др. // Кинетика и катализ. 1982. — Т. 23, № 2.-С. 402−406.
- Pesaran, А.А. / А.А. Pesaran, A.F. Mills // Int. J. Heat and Mass Transfer. -1987. Vol. 30, № 6. — P.1051−1060.
- Nieken, U. Fixed bed reactors with periodic flow reversal: experimental results for catalytic combustion / U. Nieken, G. Kolios, G. Eigenberger // Catal. Today. 1994. — Vol. 20. — P. 335−350.
- Van den Beld, B. Removal of volatile organic compounds from polluted air in a reverse flow reactor: an experimental study / B. Van den Beld et. al. // Ind. Engng. Chem. Res. 1994. — Vol. 33. — P. 2946−2956.
- Van den Beld, B. Air purification in a reverse flow reactor: Model simulation vs. experiments / B. Van den Beld, K.R. Westerterp // A.I.Ch.E.J. 1996. -Vol. 42,-P. 1139.
- San, J.Y. / J.Y. San, C.C. Ni, S.H. Hsu // Int. J. Therm. Sci. 2002. — Vol. 41. -P. 41−49.
- Composite sorbents «СаСЬ in a porous matrix» for gas drying: fixed bed experiments, NMR-imaging, modeling / Proceedings of the 5th Italian Conf.Chem. Process Engn. // M.M. Tokarev et. al.- Florence. 2001. -P. 191−196.
- An*HNMR microimaging study of water vapor sorption by individual porous pellets / I.V. Koptyug et. al. // J. Phys .Chem. B. 2000. — Vol.104.-P. 1695−1700.
- Аристов, Ю.И. / Ю.И. Аристов и др. // ЖФХ. 1997. — Т.71, № 2.-С. 253−258.
- Aristov, Yu.I. / Yu.I. Aristov et. al. // Appl.Therm.Engn. 2002. — Vol. 22, № 2.- P.191−204.
- Токарев, М.М. Свойства композитных сорбентов «хлорид кальция в мезопористой матрице». Автореферат дис.. канд. хим. наук. -Новосибирск: изд-во Ж СО РАН, 2003.
- Симонова, И.А. Сорбционные свойства нитрата кальция, диспергированного в силикагеле: влияние размера пор / И. А. Симонова, Ю. И. Аристов //ЖФХ. -2005. Т. 79, № 8, — С. 1477−1481.
- Гордеева, Л.Г. / Л.Г. Гордеева и др. // ЖФХ. 1998. — Т. 72, № 7. — С. 1229−1233.
- Гордеева, Л.Г. Автореферат дис.. канд. хим. наук. Новосибирск: изд-во Ж СО РАН, 1998.
- Гордеева, Л.Г. / Л.Г. Гордеева и др. // ЖФХ. 2000. — Т.74, № 12. -С. 2211−2215.
- Панкратьев, Ю.Д. / Ю.Д. Панкратьев, М. М. Токарев, Ю. И. Аристов // Ж.физ.химии. 2001. — Т. 75, № 5. с. 910−914.
- Tokarev, М.М. / М.М. Tokarev, Yu.I. Aristov // React.Kinet.Cat.Lett. 1997. -Vol. 62, № 1. — P. 143−150.
- Аристов, Ю.И. Новый подход к регенерации теплоты и влаги в системе вентиляции помещений. 1. Лабораторный прототип регенератора / Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин // ИФЖ. 2006. — Т. 79, № 3. -С. 143−150.
- Аристов, Ю.И. Исследование влагообмена при протекании воздуха через неподвижный слой адсорбента / Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин // ИФЖ. 2005. — Т. 78, № 2. — С. 44−50.
- Аристов, Ю.И. Новый подход к регенерации теплоты и влаги в системе вентиляции помещений. 2. Прототип реального устройства / Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин // ИФЖ. 2006. — Т. 79, № 3. -С. 151−157.
- Мезенцев, И.В. Экспериментальные исследования насадки в переключающихся регенераторах / И. В. Мезенцев // Труды VIII Всероссийской конференции молодых ученых «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидродинамики». Новосибирск, 2004. С. 101−102.
- Аристов, Ю.И. Регенерация теплоты и влаги в твердооксидном электрохимическом конвертере / Аристов Ю. И. и др. // Материалы докладов на Всероссийской конференции по топливным элементам. -Екатеринбург, 2006. С. 211−213.
- Ш. Мезенцев И. В. Новые подходы к утилизации теплоты и влаги в системе вентиляции / И. В. Мезенцев, Ю. И. Аристов, В. А. Мухин // Материалы докладов 63-й научно-технической конференции. Новосибирск: НГАСУ, 2006.-С. 139.
- Аристов, Ю.И. Устройство для регулирования теплообмена в системе вентиляции офисных и жилых помещений / Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин // Патент РФ № 49 209.
- Аристов, Ю.И. Способ регулирования теплообмена в системе вентиляции офисных и жилых помещений и устройство для реализации этого способа / Ю. И. Аристов, И. В. Мезенцев, В. А. Мухин // Патент РФ № 2 277 205.
- Экспериментальное исследование и математическое моделирование процессов теплообмена в термоаккумулирующих средах / И. В. Мезенцев и др. Новосибирск: Теплофизика и аэромеханика. — 2006. — Т. 13, № 3,-С. 435−442.
- Хайрер, Э. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Жесткие и дифференциально-алгебраические задачи / Э. Хайрер, Г. Ваннер. М.: Мир, 1999. — 390 с.
- Иоффе, И.И. Инженерная химия гетерогенного катализа / И. И. Иоффе, JI.M. Письмен. -М.: Химия, 1965. 456 с
- Левеншпиль, О. Инженерное оформление химических процессов/ О. Левеншпиль. -М.: Химия, 1969. 621 с.
- Гува, А. Я. Краткий теплофизический справочник / А. Я. Гува. -Новосибирск. 2002. 300 с.