Моделирование совместного тепломассообмена при барботировании парогазовой смеси в жидкость
![Диссертация: Моделирование совместного тепломассообмена при барботировании парогазовой смеси в жидкость](https://westud.ru/work/3609108/cover.png)
Диссертация
Принято участие в общих постановках задач, проведено уточнение моделей, касающееся интенсификации процесса тепломассообмена за счет криво-линейности внутренней поверхности пузырей, формирующихся на отверстиях газораспределительных решеток барботажных аппаратов. Разработаны алгоритмы и программы для численной реализации моделей. Проведен расчет и анализ их результатов, получены коэффициенты… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Гидродинамика и тепломассообмен при барботировании газа в 10 жидкость
- 1. 1. Конструкции пенных и центробежно-барботажных аппаратов
- 1. 2. Гидроаэродинамические характеристики газожидкостных сред в пенных и центробежно-барботажных аппаратах
- 1. 2. 1. Скорости вдува газа
- 1. 2. 2. Гидравлическое сопротивление
- 1. 2. 3. Методы расчета контактных аппаратов
- 1. 3. Закономерности формирования и развития одиночных газовых пузырей
- 1. 3. 1. Важность стадии формирования пузыря
- 1. 3. 2. Механизм образования пузырей
- 1. 3. 3. Частота отрыва пузырей
- 1. 4. Локальный тепло- и массобмен при формировании пузырьков
- 1. 4. 1. Методы и основные особенности исследований тепломассообмена в барботажных аппаратах
- 1. 4. 2. Локальный тепломассообмен на стадии формирования пузыря
- 1. 5. К постановке задачи о совместном тепломассообмене в пузыре
- Глава 2. Физико-математическая модель тепломассообмена на стадии формирования пузыря при термостатированной жидкости
- 2. 1. Схема задачи. Основные допущения
- 2. 2. Однотемпературная физико-математическая модель тепломассообмена на стадии формирования пузырей
- 2. 2. 1. Дифференциальное уравнение сохранения тепла
- 2. 2. 2. Диференциальное уравнение сохранения массы
- 2. 2. 3. Система уравнений сохранения. Граничные условия
- 4. 2.2.4. Коэффициенты тепло- и массообмена
- 2. 2. 5. Коэффициент ка р
- 2. 2. 6. Температура поверхности
- 2. 2. 7. Размеры растущего пузыря
- 2. 2. 8. Параметры состояния
- 2. 2. 9. Коэффициент диффузии
- 2. 3. Параметрический анализ тепломассообменных процессов при формировании пузырей
- 2. 3. 1. Обезразмеривание системы
- 2. 3. 2. Частота отрыва пузырей
- 2. 3. 3. Численное решение системы
- 2. 4. Обсуждение результатов расчетов. .. .. .61 2.4.1. Средняя температура воздуха в пузыре ф 2.4.2. Изменение влагосодержания в процессе формирования пузыря
- 2. 4. 3. Зависимость разности температур жидкости и воздуха на выходе из пенного аппарата от среднерасходной скорости воздуха
- 2. 4. 4. Зависимости коэффициентов массо- и теплоотдачи от средне-расходной скорости воздуха
- 2. 4. 5. Зависимость числа St от критерия Gu
- Глава 3. Влияние кривизны поверхности и формы пузыря на процессы межфазного тепломассообмена
- 3. 1. Влияние кривизны поверхности на процессы межфазного тепломассообмена
- 3. 2. Влияние формы пузыря на процессы межфазного тепломассообмена
- 4. 1. Основные уравнения физико-математической модели
- 4. 2. Алгоритм численного решения задачи
- 4. 3. Обсуждение результатов расчета
- 5. 1. Основные способы расчета ПА
- 5. 2. Разработанный способ расчета тепломассообмена в ПА
Список литературы
- Богатых С.А. Комплексная обработка воздуха в пенных аппаратах. — J1.: Судостроение, 1974.-316с.
- Богатых С.А. Комплексная обработка воздуха водой в системах кондиционирования // Вестник машиностроения.- 1959.- № 12.- С. 22−24.
- Богатых С.А. Охлаждение воздуха в аппаратах с пенным режимом // Холодильная техника. 1961. — № 2 — С. 31−35.
- Богатых С.А. Циклонно-пенные аппараты. JL: Машиностроение, 1978. -224с.
- Богословский В.Н. и др. Отопление и вентиляция. 4.II. Вентиляция. М.: Стройиздат, 1975. — 439с.
- Зусманович JI.M., Овчинников Г. А. Вопросы обработки воздуха в контактных аппаратах. Обзор. М.: Госстрой СССР, 1970. — 117с.
- Кокорин О.Я. Установки кондиционирования воздуха. Основы расчета и проектирования. М.: Машиностроение, 1971.-344с.
- Нестеренко А.В. Основы термодинамических расчетов вентиляции и кондиционирования воздуха. Изд. 2-е. М.: Высшая школа, 1965. — 395с.
- Поляков А.А., Канаво В. А. Тепломассообменные аппараты в инженерном оборудовании зданий и сооружений. -М.: Стройиздат, 1989. -200с.
- Ю.Тарабанов М. Г., Видин Ю. В., Бойков Г. П. Тепло- и массоперенос в камерах орошения кондиционеров с форсунками распыления: Учебное пособие. -Красноярск: Изд-во Красноярского политехнического института, 1974. -210с.
- Жадин С.И., Сенатов И. Г. Универсальные контактные аппараты для тепло-влажностной обработки воздуха в системах кондиционирования. Обзор. -М.: ВНИИИС, 1984.-66с.
- Устройства для увлажнения воздуха в системах кондиционирования и вентиляции. Обзор. Зарубежный опыт строительства. / Под ред. В. К. Роцько -М.: Госстрой СССР, 1975. -48с.
- Банит Ф.Г., Мальгин А. Д. Пылеулавливание и очистка газов в промышленности строительных материалов. М.: Стройиздат, 1979. — 352с.
- Белоусов В.В. Теоретические основы процессов газоочистки. — М.: Металлургия, 1988.-256с.
- Вальдберг А.Ю., Дубинская Ф. Е. Охлаждение газов в мокрых пылеуловителях.-М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1971.- 124с.
- Вальдберг А.Ю., Набутовская JI.JI., Алиев Г.М. А. Улавливание сажи при производстве ацетилена термоокислительным пиролизом метана // Химическая промышленность. 1972. — № 4. — С.258−260.
- Гордон Г. М., Пейсанов И. Л. Пылеулавливание и очистка газов. М.: Металлургия, 1968.-499с.
- Лукин В.Д., Курочкина М.И Очистка вентиляционных выбросов в химической промышленности. Л.: Химия, 1980. -232с.21 .Пирумов А. И. Обеспыливание воздуха. М.: Стройиздат, 1981, — 259с.
- Теоретические основы очистки газов: Учебник для вузов. / B.C. Швыдкий, М. Г. Ладыгичев, Д. В. Швыдкий М.: Машиностроение-1, 2001. — 502с.
- Справочник по пыле- и золоулавливанию./ Под ред. А. А. Русанова. М.: Энергия, 1975.-296 с.
- Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве: Учебник для вузов. Изд.2-е, перераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1973.-352с.
- Страус В. Промышленная очистка газов. М.: Металлургия, 1968. — 616с.
- Ужов В.Н., Вальдберг А. Ю. и др. Очистка промышленных газов от пыли. -М.: Химия, 1981. 390с.
- Ужов В.Н., Вальдберг А. Ю. Очистка газов мокрыми фильтрами. М.: Химия, 1972.-247с.
- Шиляев М.И., Шашко Д. Н., Серебряков Д.Г, Поливанов А. И. Аппроксимация опытных данных и номограмма для расчета эффективности пылеулавливания в центробежнобарботажном аппарате. // Изв. вузов. Строительство. -2001.-№ 11.-С. 80−84.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р., Поливанов А. И. Гидравлическое сопротивление центробежно-барботажных аппаратов // Вестник МАНЭБ. -1998.-№ 7.- С. 6469.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р., Поливанов Л. И. Элементарная теория газоочистки в центробежно-барботажном слое // Изв. вузов. Строительство.-1997.-№ 5.-С. 77−81.
- ЗЬШиляев М.И., Шашко Д. Н., Серебряков Д. Г, Поливанов А. И. Аппроксимация опытных данных и номограмма для расчета эффективности пылеулавливания в пенном аппарате. // Труды НГАСУ. 2000. — Т.3(9). — С. 27−36.
- Аронов И.З. Использование тепла уходящих газов газифицированных котельных. М.: Энергия, 1967. — 192с.
- Вальдберг А.Ю., Набутовская JI.JI., Тарат Э. Я. Эффективное охлаждение газов в аппаратах с провальными тарелками // Промышленная и санитарная очистка газов. 1974. — № 4. — С.7−10.
- Лебедев П.Д. Теплообменные, сушильные и холодильные установки. М.-Л.: Энергия, 1966. -288с.
- Муромский С.Н., Соснин Ю. П., Тычков И. Н., Хмельницкий С. А. Газовые контактные водонагреватели и перспективы их применения / Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. 1961. — Т. IX. — С. 60−64.
- Соснин Ю.П. Газовые контактные водонагреватели. М.: Стройиздат, 1967. -268с.
- Соснин Ю.П. Пути развития конструкций газовых контактных водонагревателей / Академия коммунального хозяйства им. К. Д. Памфилова. 1963. -XXIII.-С. 48−51.
- Фраас А., Оцисик М. Расчет и конструирование теплообменников. Перев. с англ. М.: Атомиздат, 1971.-358с.
- Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М.: Государственное энергетическое издательство, 1957. — 281с.
- Егоров Н.Н. Охлаждение газов в скрубберах. М.: Госхимиздат, 1954. -223с.
- Справочник по теплообменным аппаратам / П. И. Бажан, Г. Е. Каневец, В. М. Селиверстов. -М.: Машиностроение, 1989. -368с.
- Чертков Б.А. Эффективности охлаждения дымовых газов водой в четырех-полочном пенном аппарате // Теплоэнергетика. 1960. — № 5. — С.55−60.
- Александров И.А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. М.: Химия, 1971.-296с.
- Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Издание 7-е. М.: Госхимиздат, 1960. — 830с.
- Плановский А.Н., Николаев П. И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1987.-496с.
- Плановский А.Н., Ром В.М., Коган С. З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: химия, 1966. — 847с.
- Рашковская Н.Б. Сушка в химической промышленности. JL: Химия, 1977. -80с.
- Хоблер Тадеуш. Массопередача и абсорбция. Перевод с польского П. Г. Романкова. JL: Химия, 1964. — 480с.
- Андреев Е.И. Расчет тепло- и массообмена в контактных аппаратах. JL: Энергоатомизат, 1985.— 192с.
- Бояршинов Б.Ф. О соотношении тепловых потоков на поверхности при наличии фазового перехода // Известия СО АН СССР. 1986.- № 4.- С. 25−31.
- Браунштейн Б.И., Щеголев В. В. Гидродинамика, массо- и теплообмен в колонных аппаратах-Л.: Химия, 1988.- 336 с.
- Бурдуков А.П., Казаков В. И., Кувшинов Г. Г. Влияние геометрических параметров решеток на скорость вращения барботажного слоя // ИТФ СО АН СССР.- 1986.-№ 4, — С. 32−34.
- Бурдуков А.П. Разработка вихревых барботажных аппаратов для абсорбционной очистки газов / Бурдуков А. П., Дорохов А. Р., Казаков В. И., Кувшинов Г. Г., Петин Ю. М. // ИТФ СО АН СССР.- 1985. № 4. — С. 99−102.
- Бурдуков А.П. Тепло-и массоперенос в закрученном газожидкостном слое / А. П. Бурдуков, М. А. Гольдштик, А. Р. Дорохов, В. И. Казаков, Т. В. Ли // ЖПМТФ.- 1981.-№ 6.-С. 129−135.
- Бурдуков А.П. Об устойчивости вращающегося газожидкостного слоя / Бурдуков А. П., Дорохов А. Р., Казаков В. И., Кувшинов Г. Г // Известия.- 1987.-№ 21.-С. 65−67.
- Бурдуков А.П., Дорохов А. Р., Казаков В. И. Массообмен в газовой фазе цен-тробежно-барботажного слоя // Теплофизика и аэромеханика.- 1996.- Т. З, № 2.-С. 173−179.
- Вальдберг А.Ю., Тарат Э. Я. К вопросу о предельных параметрах пенного режима в аппаратах с полным протеканием жидкости через отверстия // Журнал прикладной химии. 1970. -Т.43, № 8. — С. 1712−1715.
- Винокур Я.Г., Дильман В. В. Исследование барботажного слоя методом просвечивания гамма-лучами // Химическая промышленость.- 1959.- № 7.- С. 65—68.
- Мухленов И.П., Тарат Э. Я., Туболкин А. Р., Тумаркина Е. С. Пенный режим и пенные аппараты. Л.: Химия, 1977 — 303с.
- Пенный режим и пенные аппараты. / Э. Я. Тарат, И. П. Мухленов, А. Ф. Туболкин, Е. С. Тумаркина. Л.: Химия, 1977. — 304с.
- Позин М.Е., Мухленов И. П., Тарат Э. Я. Пенные газоочистители, теплообменники и абсорберы. Л.: Госхимиздат, 1959. — 124с.
- Позин М.Е., Мухленов И. П., Тарат Э. Я. Пенный способ очистки газа от пыли, дыма и тумана. M.-JI.: ГХИ, 1953. — 100с.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. К вопросу об очистке газов во вращающемся газожидкостном слое // Изв. вузов. Строительство.- 1995.- № 12.- С. 96−99.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. К расчету гидравлического сопротивления центробежно-барботажных аппаратов // Теплофизика и аэромеханика.- 1998.- Т. 5, № 4.- С. 565−571.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. К расчету скорости вращения центробежно-барботажного слоя // Теплофизика и аэромеханика.- 1998.- Т. 5, № 2.- С. 189 194.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. Методы расчета и принципы компановки пылеулавливающего оборудования: Учебное пособие. Томск: Изд-во Томского государственного архитектурно-строительного университета, 1999. — 209с.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. Расчет гидравлического сопротивления пенных аппаратов//Теплофизика и аэромеханика. -2000. -Т. 7, № 1.- С. 145−148.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. Тепломассообмен в центробежно-барботажном аппарате // Изв. вузов. Строительство.- 1998.- № 1.- С. 60−66.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р. Элементарная теория газоочистки в центробежно-барботажном слое // Изв. вузов. Строительство.- 1997.- № 4.- С. 77−81.
- Шиляев М.И., Дорохов А. Р., Нечаев П. Г. О механизме улавливания пыли в пенных аппаратах // Изв. вузов. Строительство.- 1997.- № 4.-С. 108−115.
- Шиляев М.И., Толстых А. В., Деренок А. Н. Исследование процесса тепломассообмена в пузыре, формирующемся на отверстии газораспределительной решетки // Изв. вузов. Строительство.- 1999.- № 4.- С. 79−85.
- Шиляев М.И., Толстых А. В., Деренок А. Н. Тепломассообмен при диспергировании газа в жидкость в центробежно- барботажных аппаратах // Изв. вузов. Строительство.- 2000.- № 2−3.- С. 58−62.
- Шиляев М.И. Моделирование процессов тепломассообмена при формировании пузырей в барботажных аппаратах / Шиляев М. И., Толстых А. В., Деренок А. Н., Хромова Е. М. // Теор. основы хим. технол. 2003. — Т.37, № 6. -С.575−583.
- Деренок А.Н. Анализ математической модели формирования пузыря в пенном аппарате // Доклады V всероссийской научно-технической конференции молодежи «Механика летательных аппаратов и современные материалы». -Томск: Изд-во ТГУ, 1998. С. 80−81.
- Шиляев М.И., Толстых А. В., Деренок А. Н. Нестационарный тепломассообмен в барботажных аппаратах // XXVI Сибирский теплофизический семинар. Тезисы докладов, 17−19 июня 2002 г. Новосибирск: ИТ СО РАН, 2002. -С. 251−252.
- Михеев М.А. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973. — 320с.
- Нестеренко А.В. Тепло- и масообмен при испарении жидкости со свободной поверхности // Журнал технической физики. 1954. — Т. XXIV, вып. 4. — С. 729−741.
- Нестеренко А.В. Тепло- и массообмен при испарении жидкости //Тепло- и массообмен в процессах испарения. М.: Изд-во АН СССР, 1958. — С.24−29.
- Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник. М.: Энергоиздат, 1982.-510с.
- Полянин А.Д., Вязьмин А. В. Массо- и теплообмен капель и пузырей с потоком // Теор. основы хим. технол- 1995. Т.29, № 3.- С. 249−260.
- Нестационарный теплообмен. М.: Машиностроение, 1973. — 328с.
- Кафаров В.В. Основы массопередачи. М.: Высшая школа, 1972. — 496с.
- Кунии Д., Левеншпиль О. Промышленное псевдоожижение. М.: Химия, 1976.-447с.
- Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: 1959. — 699с.
- Волошко А.А. Теплообмен при образовании пузырей // Теор. основы хим. технол.- 1994.-Т. 24, № 2.-С. 185−187.
- Дорохов А.Р., Казаков В. И. Газосодержание в тонких динамических двухфазных слоях при пониженных давлениях // ИТФ СО АН СССР.- 1979.-№ 13.- С. 84−89.
- Бурдуков А.П., Дорохов А. Р., Казаков В. И. Совместный тепло- и массопере-нос в динамическом двухфазном слое // Тепло- и массоперенос в абсорбционных аппаратах. Новосибирск, 1979. — С.30−47. — (Сб. научн. тр./ ИТ СО АН СССР).
- Волошко А.А., Сазонов С. В. Интенсивность теплопереноса при образовании газовых пузырей // Теор. основы хим. технол- 1998. Т.32, № 6.- С. 653−655.
- Авчухов В.В., Паюсте Б .Я. Задачник по процессам тепломассообмена: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. — 144 с.
- Соломаха Г. П. Массопередача при групповом барботаже: Дис. доктор, техн. наук.- М., 1969.- 394с.
- Соломаха Г. П., Тарасова Т. А. Гидродинамические и массообменные характеристики барботажного слоя // Теор. основы хим. технол.- 1995. Т.29, № 4.-С. 341−346.
- Сафонов А.И., Гомонов К. В., Крылов B.C. Теплопередача к растущему пузырю при диспергировании газа в жидкость // Теор. основы хим. технол.-1974.- Т. 8, № 5.- С. 698−705.
- Tokuda N., Yang W., Clark J. Dynamic of moving gas bubbles in injection cooling//J. Heat Transfer. 1968. — V. 90. — P. 371.
- Bhagade S.S., Giradhar J.R., Mene P. S. Studies on heat transfer during bubbles formation // Indian J. Technol. 1973. — V. 11, № 7. — P. 281.
- Schmidt H. Bubble formation and heat transfer during dispersion of superheated steam in saturated water // Intern. J. Heat Mass Transfer. 1976. — V. 20, № 6. — P. 647.
- Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. М.: Мир, 1983. — 512 с.
- Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978. — 560с.
- Михайловский Г. А. Термодинамический расчет процессов парогазовых смесей. М.-Л.: Машгиз, 1962. — 184с.
- Кутателадзе С.С., Волчков Э. П., Терехов В. И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках Новосибирск, 1987.- 282с.
- Ривкин СЛ., Александров А. А. Теплофизические свойства воды и водяного пара. М.: Энергия, 1980. — 424с.
- Богословский В.Н., Поз М.Я. Теплофизика аппаратов утилизации тепла систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. М.: Строй-издат, 1983.-320с.
- Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. — 512 с.
- Ракитин В.И., Первушин В. Е. Практическое руководство по методам вычислений с приложением программ для персональных компьютеров: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1998. — 383с.
- Яровский Б.М., Детлаф А. А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. Изд. 7-е, исправленное. М: Наука, 1979. — 942с.
- Алексеев Б.В., Гришин A.M. Физическая газодинамика реагирующих сред: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1985. — 464 с.