АНАЛИЗ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В АБСОРБЦИОННЫХ УСТАНОВКАХ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

9. Пат.54814 МПК Российская Федерация, В 01D 53/18,46/26. Аппарат для обработки газа [Текст] / Щедрина Г.Г., Кобелев Н.С., Брежнев Д.Б. Комягин М.С. Глянцев А.П.; заявитель и патентообладатель Курск. гос. техн. ун-т. - № 2006102019/22; заявл. 24.01.2006; опубл. 27.07.2006. Бюл. №21. - 2 с. : ил.

10.Пат. 62033 МПК Российская Федерация, В 01 D53/18. Аппарат для обработки газа / Щедрина Г.Г., Кобелев Н.С. Комягин М.С., Глянцев А.П.; заявитель и патентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т. - № 2006140395/22; заявл. 15.11.2006; опубл. 27.03.2007. Бюл. № 9. - 2 с. : ил.

УДК 621.181

Щедрина Г.Г., к.т.н.

доцент

кафедра «Теплогазоводоснабжение» Федоров С.С., к.т.н.

доцент

кафедра «Теплогазоводоснабжение»

Щедрин Д.Г. студент

кафедра «Теплогазоводоснабжение» Юго-Западный государственный университет

Россия, г. Курск АНАЛИЗ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В АБСОРБЦИОННЫХ

УСТАНОВКАХ

В статье проведен анализ тепломассобмена в абсорбционных установках. Определены аэродинамическое сопротивление сушильной камеры при различных каналах и степенях орошения, коэффициент теплоотдачи и коэффициент массообмена, что дает возможность проводить инженерные расчеты аппаратов для приготовления осушенного воздуха.

Ключевые слова: абсорбция, пористая поверхность, тепломассообмен.

THE ANALYSIS OF THE HEATMASS EXCHANGE IN ABSORBING INSTALLATIONS

In article the analysis of heatmass exchange in absorbing installations is carried out. Are determined the aerodynamic resistance of the drying camera at various ports and extents of irrigation, coefficient of a thermolysis and coefficient of a mass exchange that gives the chance to carry out engineering calculations of devices for preparation of the drained air.

Keywords: adsorption, porous surface, heat and mass transfer.

В абсорбционных установках производится термовлажностная обработка воздуха при распылении водного раствора хлористого лития, который при этом оказывает антибактерицидное действие [1].

Абсорбционные установки применяют для кондиционирования воздуха в помещениях, где требуется повышенная стерильность (предприятия фармацевтической и пищевой промышленности) и относительная влажность воздуха ниже 55% (производство химикатов, кондитерских изделий, ряда волокон, полупроводников, сахара, каучука, бумаги; предприятия оптической, полиграфической промышленности, кинофотоматериалов и т.п.).

Анализ дифференциальных уравнений [2-7] позволил определить структуру критериальных уравнений, которые описывают гидродинамические процессы, тепло- и массообменные процессы.

Для ламинарного режима:

АР = А^ )а1 ©Ь1

' Н Л

V Й э у

Ей = В • Яе

е1

V Й э У

41

Для турбулентного режима:

АР = D(pw )а2 ©Ь2

Ей = Е • ЯеВ2 Яеа3

Н

V ёэ у

/ Л 42 V d э у

(2)

(3)

(4)

(5)

^ АР Ей =--

где Pw

Яев = ^

V,.

- критерий Эйлера;

критерии Рейнольдса для воздуха;

Яеа =

©

АР

^) -

^а - критерий Рейнольдса для абсорбента; аэродинамическое сопротивление аппарата осушки воздуха;

весовая скорость воздуха в живом сечении аппарата, кг/м3; р - плотность воздуха, кг/м3; wв - скорость воздуха, м/с; Н - расстояние между пластинами, мм; ёэ - эквивалентный диаметр каналов, м; 0 - плотность орошения пластин, кг/м2ч; V - коэффициент динамической вязкости воздуха, м2с;

- коэффициент динамической вязкости воздуха и абсорбента,

Пас;

А, В, Б, Е, а1, а2, Ь1, Ь2, е1, е2, с1, с2 - постоянные коэффициенты, которые необходимо определить из опытных данных.

Основные показатели тепло- и массообмена будут характеризоваться

следующими критериальными зависимостями: А1

I

АХ = Ф 2

= Ф1

г н , Л

МДеаДев,^,'1,^

d t V

V э а а

\

^аДев,

Н t1

d э \ у

(7)

Коэффициенты тепло- и массообмена будут характеризоваться

следующими критериальными уравнениями:

/

Ш = £

Яеа,Яев,Рг,

Н

Л

а

э У •

= £1

Rea,Reв,PrD,

Н

а

э У

(8)

(9)

Для уравнений (6-9) приняты следующие обозначения:

А1 = 11 — 12 - разность начального и конечного теплосодержания, Дж/кг; АХ = X — X

1 2 - разность начального и конечного влагосодержания осушаемого воздуха, кг/кг;

РА

D - критерий Нуссельта теплообменный;

К

D - критерий Нуссельта диффузионный;

ЦСр

Ш =

^ =

Рг =

р% =

в - критерий Прандтля теплообменный;

pD

- критерий Прандтля диффузионный; Хв - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/м2 в - коэффициент массоотдачи, отнесенный к средней разности влагосодержания, кг/м2ч;

Б - коэффициент диффузии водяного пара в воздух, м2/ч. В результате обработки экспериментальных данных были определены постоянные коэффициенты для критериальных уравнений и зависимостей.

Гидродинамический режим в сушильной камере [8-9] описывается следующими критериальными уравнениями: для ламинарного режима:

АР = 2,18 -10—1 ^ )196 0015

г Л 0,86

V а э у

Eu = 5,11- Re B°'52Re0'28

/ \ 0,76 V d э J

для турбулентного режима:

AP = 1,88 -1°-3 (pw )31 0043

v d э J

2,66

Eu = 6,17 -10-5 - Re5BJ9Re°,56

/ \ 2,°3 V d э J

(12)

(13)

Тепло- и массообменные процессы в сушильной камере описываются следующими критериальными уравнениями:

— = 1,98 -10-3 - ReB,52 I , B

AX = 6,7 -10-3 - ReB,29

Nu = 1,44 -10-3 - Re1,82 Pr°16

NuD = °,79 - ReB77Pr0,11

Г И i 0,21 t |iB 1,17 ' Л0 Xß

V d э J V ta J V vXa J

Г И' 0,09 t BB У 0,59 B

V d э J V ta J V Xa J

Г И 1 -°,5

V d э J

/ \ -°,85 v d э J

(14)

(15)

(16)

(17)

Полученные уравнения справедливы для системы "влажный воздух -40%-ный хлористый литий".

Уравнения (10-17) позволяют определить аэродинамическое сопротивление сушильной камеры при различных каналах и степенях орошения, коэффициент теплоотдачи и коэффициент массообмена, что дает возможность проводить инженерные расчеты аппаратов для приготовления осушенного воздуха.

Использованные источники:

1. Fedorova, P.S. Technologies of growth in urban development programs of the cities in eu countries and Russia / P.S. Fedorova // Modern Science. 2016. № 10. С. 46-50.

2. Федоров, С.С. Алгоритм автоматического управления приводом системы отопления зданий и сооружений / С.С. Федоров, В.Н. Кобелев, Д.Н. Тютюнов

// Известия Юго-Западного государственного университета. 2011. № 5-2 (38). С. 355-359.

3. Федоров, С.С. Системы автоматического регулирования параметров теплоносителя отапливаемых зданий* / С.С. Федоров, Н.С. Кобелев, Д.Н. Тютюнов и др. // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2010. № 4. С. 111-115.

4. Федоров, С.С. Регулирование параметров микроклимата зданий и сооружений в зависимости от теплопроводности строительных конструкций / С.С. Федоров, Н.С. Кобелев, А.М. Крыгина, Д.Н. Тютюнов // Вестник МГСУ. 2011. № 3-1. С. 415-420.

5. Федоров, С.С. Математическая модель управления приводом системы отопления зданий и сооружений / С.С. Федоров, Н.С. Кобелев, Д.Н. Тютюнов // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2010. № 4. С. 3541.

6. Щедрина Г.Г. Инновационные решения по повышению эффективности систем газоснабжения и климатотехники: монография / Кобелев Н.С., Щедрина Г.Г., Моржавин А.В. [и др.] // Юго-Зап. гос. ун-т. Курск. - 2013. - 187 с.

7. Щедрина, Г.Г. Новые технологии процесса тепломассообмена на пористой перегородке воздушного фильтра компрессора / Г.Г. Щедрина, Н.С. Кобелев, Д.Б. Кудилинский // Региональный сборник научных трудов «Сварка и родственные технологии в машиностроении и электронике». Выпуск 5.-Курск, 2003.- С. 140-142.

8. Пат.54814 МПК Российская Федерация, В 01D 53/18,46/26. Аппарат для обработки газа [Текст] / Щедрина Г.Г., Кобелев Н.С., Брежнев Д.Б. Комягин М.С. Глянцев А.П.; заявитель и патентообладатель Курск. гос. техн. ун-т. - № 2006102019/22; заявл. 24.01.2006; опубл. 27.07.2006. Бюл. №21. - 2 с. : ил.

9. Пат. 62033 МПК Российская Федерация, В 01 D53/18. Аппарат для обработки газа / Щедрина Г.Г., Кобелев Н.С. Комягин М.С., Глянцев А.П.; заявитель и патентообладатель Юго-Зап. гос. ун-т. - № 2006140395/22; заявл. 15.11.2006; опубл. 27.03.2007. Бюл. № 9. - 2 с. : ил.

УДК 635.537.001

Щедрина Г. Г., к. техн. н.

доцент

кафедра «Теплогазоводоснабжение»

Медведева О.А. студент магистратуры, 3 курс факультет строительства и архитектуры

Щедрин Д.Г. студент, 3 курс факультет строительства и архитектуры Юго-Западный государственный университет

Россия, г. Курск

К ВОПРОСУ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ БЫТОВЫХ И ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Работа посвящена проблеме экологической безопасности, которая является особенно актуальной в современном обществе. Сделан обзор