авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Совершенствование конструкций тепломассообменных насадок из полимерных материалов

-- [ Страница 2 ] --

Зависимость числа испарения от относительного расхода воздуха наиболее точно аппроксимировали в степенном виде

(2)

где А - эмпирический коэффициент, характеризующий конструктивные особенности и эффективность оросителя, 1/м;
- отношение массового расхода воздуха к расходу воды, кг/кг;
m - коэффициент, отражающий влияние массового расхода воздуха на охлаждение воды в данной конструкции оросителя.

Эта зависимость является достаточной для расчета коэффициентов массоотдачи и теплоотдачи.

 - - Зависимость числа-19
- -

Рисунок 7 - Зависимость числа испарения от относительного расхода воздуха

Расчет коэффициента аэродинамического сопротивления оросителя произво­дили по формуле Вейсбаха

, (3)

где - ускорение силы тяжести, м/с2 ;
- потери напора, мм вод. ст;
- плотность воды, кг/м3;
- скорость воздушного потока, м/с;
- плотность наружного воздуха, кг/м3. .
  Зависимость коэффициента-30   Зависимость коэффициента-31

Рисунок 8 – Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления от скорости воздушного потока w, м/с при плотности орошения q = 0 м3/(м2ч)

  Зависимость-32   Зависимость-33
  Зависимость коэффициента-34   Зависимость коэффициента-35

Рисунок 9 – Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления от скорости воздушного потока w, м/с при плотности орошения q = 7 м3/(м2ч)

На основании проведенных экспериментальных исследований аэродинамических характеристик оросителей градирен (при плотностях орошения q = 0 - 11 м3/(м2·ч)) оптимальными выбраны режимы с плотностью орошения q = 6 - 8 м3/(м2·ч) и скоростью воздушного потока от 1,5 м/с, которым соответствуют максимальные значения числа испарения КИСП.

По проведенным экспериментальным исследованиям аэрогидродинамических характеристик блоков оросителей из полимерных сетчатых оболочек были получены следующие эмпирические зависимости для определения их основных технологических характеристик:

, (4)

где Р - потери полного давления в оросителе, м вод.ст.;
К1, К2 - функции скорости воздушного потока, зависящие от диаметра сетчатых оболочек (таблица 1);
w - скорость воздушного потока, м/с;
q - плотность орошения, м3/(м2с);
g - ускорение свободного падения, м/с2;
в - плотность воздуха, кг/м3;
ж - плотность воды, кг/м3.

Таблица 1 – Значения коэффициентов К1, К2

Ороситель градирни Коэффициент К1 Коэффициент f2
ОГББ-45
ОГББ-65
ОГГТ-45
ОГГТ-65
ОГЛЗ-45
ОГЛЗ-65
ОГК-45
ОГК-65

Для определения гидроаэротермических характеристик и охлаждающей способности оросителя измерялись:

  • скорость движения воздуха в свободном сечении градирни над оросителем , м/с;
  • плотность орошения , м3/м2ч;
  • температура горячей воды на входе в градирню , 0С;
  • температура охлажденной воды на выходе из градирни , 0С;
  • барометрическое давление, мм рт.ст.;
  • температура воздуха по сухому термометру , 0С;
  • температура воздуха по смоченному термометру , 0С.

Кроме того, измеряются еще 2 величины: площадь оросителя в плане F, м2 и высота оросителя h, м.

Обработка результатов измерений производилась по формуле

, (5)

где

; (6)

величина К подсчитывалась как функция значения .

. (7)

Вычисление средней разности теплосодержаний воздуха по методу Л.Д.Бермана производили с помощью формулы

. (8)

На основании проведенных экспериментальных гидроаэротермических исследований (при плотностях орошения q = 4 - 11 м3/(м2·ч)) определены основные гидроаэротермические характеристики оросителей градирен из полимерных сетчатых оболочек, а также получены эмпирические зависимости перепада температур от скорости воздушного потока.

- для оросителей с сетчатой оболочкой диаметром 45 мм - для оросителей с сетчатой оболочкой диаметром 65 мм

Рисунок 10 – Зависимость относительного теплосъема Q/F, кДж/(см2) от скорости воздушного потока w, м/с

Таблица 2 -Гидроаэротермические характеристики оросителей градирен из полимерных сетчатых оболочек

Тип оросителя НОР, м Параметры *
Ар m
ОГББ-45 1,5 0,862 0,523 14,9
ОГББ-65 0,734 0,526 11,6
ОГГТ-45 0,871 0,491 15,7
ОГГТ-65 0,739 0,456 14,0
ОГЛЗ-45 0,854 0,577 14,1
ОГЛЗ-65 0,721 0,573 10,4
ОГК-45 0,860 0,516 15,4
ОГК-65 0,731 0,481 12,1
* при скорости воздушного потока 2 = 1 м/с

Таблица 3 – Технологические характеристики оросителей градирен, применяемых в настоящее время в промышленности

Материал и конструкция Ар
ТП 901-6-29, щиты (дерево) 0,341
ЛОАТЭП, плоские листы (асбестоцемент) 0,479
Трубчатый, гофротрубы дренажные (ПНД) 0,485
Р500, сетчатые рулоны (ПНД) 0,504
ТР60, сетчатые трубы (ПНД) 0,641
БОП, решетки (ПНД) 0,662
ПР-50, сетчатые призмы (ПНД) 0,786

По результатам исследований наиболее оптимальными конструкциями выбраны оросители градирни ОГББ-45 и ОГГТ-45, имеющие высокую охлаждающую способность. В частности, при сравнительном анализе технологических характеристик разработанных конструкций оросителей градирен и известных аналогов установлено, что для первых коэффициент Ар, характеризующий конструктивные особенности и эффективность оросителя в среднем выше на 10-15% при соизмеримом значении высоты оросителей НОР (таблица 3).

Достаточно сложная конфигурация образующих сетчатую оболочку полимерных волокон приводит к необходимости создания методов расчета ее основных параметров. Так, для определения погонной массы сетчатой оболочки в зависимости от диаметра полимерных волокон и их пространственного расположения получено уравнение

, (9)

где - площадь сечения полимерного волокна;
- плотность полимерного материала;
а - амплитуда;
L - пространственный период синусоиды;
D - параметр, зависящий от количества полимерных волокон в оболочке (D = n2а/, где n – количество полимерных волокон в оболочке).

Масса блоков оросителей градирен рассчитывается в зависимости от их габаритных размеров, количества и длины сетчатых оболочек.

Основные выводы:

  1. Разработаны и теоретически обоснованы новые конструкции полимерных капельно-пленочных оросителей градирен, использование которых позволяет интенсифицировать тепломассообменный процесс охлаждения оборотной воды промышленных предприятий.
  2. Разработана методика, спроектирована и изготовлена экспериментальная установка для проведения аэродинамических и гидроаэротермических исследований.
  3. Математическая обработка экспериментальных данных позволила:
    • получить зависимость для определения перепада давления в оросителе градирни, позволяющую наиболее точно рассчитать нагрузку на вентилятор и определить оптимальные режимы работы градирни;
    • получить зависимость относительного теплосъема от скорости воздуха, которая пропорциональна скорости восходящего воздушного потока в квадрате.
  4. Получены основные характеристики оросителей градирен из полимерных сетчатых оболочек, теоретическая зависимость для определения погонной массы сетчатой оболочки.
  5. Установлено, что коэффициент аэродинамического сопротивления оросителей градирен пропорционален отношению плотности орошения к квадрату скорости восходящего воздушного потока.
  6. Сравнение технологических характеристик оросителей градирен показывает, что предлагаемые конструкции на 10-15% эффективнее известных в литературе и промышленности аналогов.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

  1. Пат. на изобретение 2295685 Российская Федерация, МПК F28F25/08. Ороситель градирни / Иванов С.П. Боев Е.В., Стороженко В.Н., Измайлов С.П., Герасимов В.В., Рыжаков Г.Г., Лежнев М.Л.; заявл. 28.11.05; опубл. 20.03.07, Бюл. № 8.
  2. Пат. на изобретение 2301390 Российская Федерация, МПК F28F25/08. Ороситель градирни / Иванов С.П., Бикбулатов И.Х., Шулаев Н.С., Боев Е.В., Рыжаков Г.Г., Даминев Р.Р., Иванов П.Л.; заявл. 31.05.05; опубл. 20.06.07. Бюл, № 17.
  3. Пат. на изобретение 2319920 Российская Федерация, МПК F28F25/08. Ороситель градирни / Иванов С.П., Боев Е.В., Бикбулатов И.Х., Шулаев Н.С., Николаев Е.А.; заявл. 14.09.06; опубл. 20.03.08, Бюл. № 8.
  4. Пат. на полезную модель 70355 Российская Федерация, МПК F28F25/08. Комбинированный ороситель градирни / Иванов С.П., Боев Е.В., Николаев Е.А., Бикбулатов И.Х., Шулаев Н.С.; заявл. 18.09.07; опубл. 20.01.08, Бюл. № 2.
  5. Боев Е.В. Сетчатая оболочка из полимерных материалов и композиций на их основе / Боев Е.В., Иванов С.П. // Газовая промышленность.-2007.-№9.-С. 91-92.
  6. Иванов С.П. Разработка конструкции сетчатой оболочки из полимерных материалов с целью интенсификации тепломассообменного процесса в градирнях / Иванов С.П., Боев Е.В. // Нефтепереработка и нефтехимия.- 2007.-№ 5.-С. 53-54.
  7. Боев Е.В. Разработка конструкции капельно-пленочного оросителя градирен на основе полимерных сетчатых оболочек и гофрированных труб / Боев Е.В., Иванов С.П. // Химическая промышленность сегодня.- 2007.-№ 7.-С. 41-42.
  8. Боев Е.В. Разработка конструкции полимерного капельно – пленочного оросителя градирен / Боев Е.В., Иванов С.П., Боев А.В. // Химическое и нефтегазовое машиностроение.-2007.-№ 10.-С. 5-6.
  9. Боев Е.В. Исследование демпфирующей способности блока оросителя градирен из ПНД 277-73 / Боев Е.В., Иванов С.П., Николаев Е.А. // Естественные и технические науки.-2007.- № 3.-С. 177-178.
  1. Иванов С.П. Методика проведения гидроаэротермических испытаний оросителей градирен / Иванов С.П., Боев Е.В., Николаев Е.А. // Техника и технология.-2007.-№3.-С.118-119.
  2. Шулаев Н.С. Конструкция блока оросителя гради­рен из полимерных материалов и ком­позиций на их основе / Шулаев Н.С., Иванов С.П., Боев Е.В. // Наука, технология, производство: материалы межвузовской научно – технической конференции. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2005. – С. 209-212.
  3. Боев Е.В. Разработка конструкций ресурсосбе­регающей оснастки градирен из поли­мерных материалов / Боев Е.В., Иванов С.П., Шулаев Н.С. // Севергеоэкотех – 2005: материалы Международной молодежной научной конференции. В 3 ч.- Ухта: УГТУ, 2006.-Ч.1.-С.226-228.
  4. Иванов С.П. Полимерный капельно - пленочный ороситель градирни / Иванов С.П., Боев Е.В., Афанасенко В.Г, Боев А.В. // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности: материалы IV Международной научно-практической конференции.- СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007.-Т.11.-С. 303-304.
  5. Иванов С.П. Тепломассообменная насадка градирен для повышения эффективности охлаждения оборотной воды / Иванов С.П., Боев Е.В., Боев А.В., Афанасенко В.Г, Николаев Е.А. // Роль науки в развитии топливно – энергетического комплекса: материалы Всероссийской научно-практической конференции. – Уфа: Изд-во ИПТЕР, 2007. – С. 260-261.
  6. Боев Е.В. Ороситель градирни как составная часть тепломассообменного оборудования при непосредственном контакте газа и жидкости / Боев Е.В., Иванов С.П., // Материалы регионального конкурса научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов приволжского федерального округа. – Уфа: Изд-во УГАТУ, 2007. – С. 28-29.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.