Научная статья на тему 'К вопросу моделирования тепломассообмена в энергосберегающих аппаратах осушки воздуха'

К вопросу моделирования тепломассообмена в энергосберегающих аппаратах осушки воздуха Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
32
8
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Щедрина Галина Геннадьевна, Гнездилова Ольга Александровна, Моржавин Александр Вячеславович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «К вопросу моделирования тепломассообмена в энергосберегающих аппаратах осушки воздуха»

а б

Рисунок 3. а- образование эвтектических прослоек Al-Si; б-внедрение углерода в структуру

Список литературы:

1. Алюминиевые композиционные сплавы - сплавы будущего: Учебное пособие / Сост. А.Р.Луц, И.А. 4. Галочкина. - Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2013. -

82 с.

2. Семенов, Б.И. Освоение композитов - путь к новому уровню качества материалов и отливок / Б.И. Семенов // Литейное производство, 2000. - №8. - С. 5. 6-9.

3. Никитин, К.В. Теоретические и практические пред- 6. посылки развития технологий наномодифицирова-

ния сплавов на основе алюминия / К.В. Никитин // Наследственность в литейных процессах: Труды

VII междунар. науч.-техн. симпозиума. Самара: СамГТУ, 2008. - С.286-289.

Yang, Y. Study on bulk aluminum matrix nano-composite fabricated by ultrasonic dispersion of nano-sized SiC particles in molten aluminum alloy/ Yang Y., Lan J., Li X. // Material Science and Engineering. A380, 2004. - Р. 378-383.

Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Металлургия. М. 1979. 38-40, 564 с. Михеев, Р.С. Дискретно армированные композиционные материалы системы Al-TiC (обзор) Текст /Р.С. Михеев, Т.А. Чернышова // Заготовительные производства в машиностроении, 2008.- № 11.- С. 44-53.

К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ

АППАРАТАХ ОСУШКИ ВОЗДУХА

Щедрина Галина Геннадьевна

Канд. тех. наук, доцент кафедры теплогазоводоснабжения, г.Курск

Гнездилова Ольга Александровна Канд. тех. наук, доцент кафедры теплогазоводоснабжения, г.Курск

Моржавин Александр Вячеславович

Ст. преподаватель кафедры теплогазоводоснабжения, г.Курск

В условиях интенсификации промышленного производства будут неуклонно повышаться требования к состоянию воздушной среды в производственных помещениях и атмосфере. В этих условиях особенно остро стоит вопрос о снижения энергоемкости производства. Одним из актуальных аспектов энергосбережения в промышленности является задача очистки промышленных (в том числе и вентиляционных) выбросов и одновременного использования их теплоты в системах утилизации.

Широко известные способы снижения влагосодер-жания воздуха применимы при незначительных диапазонах температур и влажности, характерных для выбросов систем общеобменной вентиляции. Использование тех же методов осушки воздуха для промышленных выбросов с температурой 40-80 оС и влагосодержанием до 300 г/кг не приводит к желаемому результату или требует значительных капитальных затрат. Поэтому изыскание эффективного и оптимального варианта по степени осушки воздуха и экономичности представляет актуальную задачу.

Для дальнейшего повышения эффективности теп-ломассообменных устройств необходимо разрабатывать конструкции, обеспечивающие как энергосберегающие процессы очистки вентиляционных выбросов, так и нор-мировано-качественные показатели осушки воздуха

В настоящее время известны два способа решения этой задачи: снижение толщины пограничного слоя, насыщенного капле- и парообразными загрязнениями воздуха за счет турбулизации потока вентиляционных выбросов в месте его контакта с пластинами, покрытыми пленкой из абсорбирующего вещества и сокращения периодичности абсорбционно-десорбционных процессов тепломассооб-менного аппарата.

Турбулизация потока позволяет повысить интенсивность тепломассообмена в 1,2-1,4 раза за счет увеличения коэффициента теплоотдачи по сравнению с ламинарным движением в поперечном слое в 2-2,5 раза. Сокращение времени регенерации абсорбирующего материала, являющееся основой второго способа, значительно снижает энергоемкость абсорбционно-десорбционного

процесса при нормированных показателях осушки воздуха.

Для интенсификации теплообмена при конденсации теплоносителей применяются турбулизаторы или ребра, разрушающие пленку конденсата, не смачиваемые покрытия, жидкие стимуляторы для создания капельной конденсации, закрутка потока или вращение поверхности теплообмена [1].

Высокоэффективными часто оказываются комбинированные методы интенсификации: применение турбу-лизаторов с оребрением поверхностей, закручивающих устройств при течении суспензий, турбулизаторов с закруткой потока [1].

Выбор метода интенсификации базируется на изучении течения теплоносителя в конкретных типах тепло-обменных устройств, а также на известных способах направленного изменения структуры потока, оптимальной для повышения эффективности теплообмена.

Так как

д = {л + р- ср -еч )■

а коэффициент теплоотдачи

дТ

р ~д )дг

а =

Яс

Т - Т

с да

(1)

(2)

где: я - плотность теплового потока, Вт/м2; X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К); р - плотность, кг/м3; ср - удельная теплоемкость, Дж/(кг-К);

еч - коэффициент турбулентной температуропроводности, м2/с;

Т - температура, К; г - текущий радиус, м; индексы: с - на стенке; да - в потоке. то можно заключить, что наибольшее влияние на теплоотдачу окажет увеличение коэффициента турбулентного переноса теплоты ед в непосредственной близости от стенки. Следовательно, наибольшего эффекта в интенсификации можно добиться, увеличивая ед именно в пристенных слоях поверхности теплообмена. В то же время ясно, что дополнительная турбулизация ядра потока (где ед велико, а д << дс) мало увеличит теплоотдачу, хотя и приведет к росту гидравлических потерь [2]. Поэтому необходимо лишь решить, каким путем увеличить ед в пристенном слое.

Естественная турбулентность не дает возможности получить максимально рациональную эффективность теплообмена, поскольку интенсификация требует весьма высокой скорости потока, а, следовательно, что приводит к значительному повышению гидравлического сопротивления. Поэтому для интенсификации конвективного теплообмена необходимо применять искусственную турбулиза-цию пограничного слоя, которая позволит перенести процесс теплообмена из ламинарной области в турбулентную. Альтернативой может быть уменьшение толщины и разрушение пограничного слоя [1].

Изменение течения в пограничном слое выражается в формировании вниз по потоку от препятствия трех зон: рециркуляции, присоединения и релаксации. Структура течения и протяженность каждой из зон зависят от высоты

и формы препятствия, а также от скорости потока и уровня турбулентности. Резкое увеличение теплоотдачи наблюдается в первой зоне, где в результате отрыва потока образуются крупномасштабные вихревые структуры. В зоне присоединения потока теплоотдача достигает максимума, а в области релаксации постепенно уменьшается ввиду восстановления пограничного слоя.

Возникновение в пограничном слое продольных вихрей сопровождается резким увеличением теплоотдачи, а интенсивность самих возмущений зависит от степени неоднородности поля скоростей в поперечном направле-нии.[5]

Такая важная особенность продольно-вихревой структуры позволяет сделать вывод, что для улучшения теплообмена в регенеративных устройствах наиболее эффективным будет применение регулярной насадки из теп-лоаккумулирующих пластин, которые могут быть распо-ложенны перпендикулярно оси воздушного потока. Под воздействием положительного градиента давления за кормовой областью пластины образуются мощные вихревые структуры, которые и вызывают повышение уровня интенсивности теплообмена.

Увеличить площадь теплообменной поверхности и повысить эффективность тепломассообмена в регенеративном аппарате с регулярной пластинчатой насадкой можно за счет образования мелкодисперсной смеси влажного воздуха и капелек абсорбента, срывающихся с пластин вращающейся насадки. Применение пластин, расположенных перпендикулярно оси воздушного потока, позволяет максимально развить. Поэтому для интенсификации теплообмена необходимо создать условия для разрушения на пластине пограничных слоев и организации по возможности на всей поверхности развитого вихревого течения.

Для повышения эффективности тепломассообмена в регенеративных устройствах, целесообразно применять регулярную насадку из пластин с абсорбирующим веществом на теплоаккумулирующем цилиндре, поперечно омываемом потоком теплоносителя. В предлагаемом теплообменнике предусмотрена насадка такой конструкции.

Рассматриваемый аппарат (рис. 1) состоит из разделенных перегородкой 3 двух емкостей: верхней 1 для вентиляционных выбросов и нижней 2 для адсорбирующей жидкости. Теплообменная поверхность регенератора выполнена из пластин 4. покрытых пленкой с абсорбирующим веществом, расположенных на теплоаккумулирующем цилиндре 5, или барабане. Длина каждой пластины меньше ширины каналов приточного и удаляемого воздуха на 5-10 мм.

Вращение барабана вокруг оси 7, соединенной с цилиндром 5 посредством стержней 6 и расположенной в плоскости перегородки 3, осуществляется под воздействием воздушных потоков на продольные пластины 4 цилиндра 5. Высота продольных пластин равна 1-1,5 диаметра теплоаккумулирующего цилиндра 5, толщина 1-1,5 мм обеспечивает их жесткость в работающем аппарате. Пластины 4 цилиндра 5 в верхнем канале 1, поглощают каплеобразную влагу из вентиляционного воздуха, нагреваются и в результате непрерывного вращения барабана, перемещаются в нижний канал, где на пленке из абсорбирующего вещества происходит регенерация поверхности пластин.

Рисунок 1. Абсорбционный регенеративный вращающийся теплообменник

1 - верхняя емкость для пропуска потока воздуха; 2 - емкость, заполненная абсорбирующей жидкостью (LiCl); 3 - перегородка; 4 - пластины, покрытые пленкой с абсорбирующим веществом; 5 - канал притока вентиляционного воздуха; 6 - канал удаления вентиляционного воздуха; 7 - ось; 8 - продольные ребра; 9 - теплоаккумулирующий цилиндр.

Интенсивность тепломассообмена в канале удаляемого воздуха обеспечивается высокой периодичностью абсорбционно-десорбционного процесса на пластине, покрытой пленкой с абсорбирующим веществом в результате действия сил поверхностного натяжения, тяжести и центробежной, а также образованием дополнительной поверхности конденсации - капель, срывающихся с пластин и падающих в абсорбирующую жидкость. Кроме того вращение насадки рассматриваемого аппарата усиливает турбулентность внешнего потока теплоносителя [3]. Это, в свою очередь, значительно влияет на теплообмен даже в условиях развитого турбулентного течения в пограничном слое [4] и заметно повышает эффективность тепломассообмена в регенеративном абсорбционном теплообменнике.

Пластины, покрытые пленкой с абсорбирующим веществом, могут быть выполнены полностью из металла высокой теплоемкости с покрытием их мипластом.

Обработка результатов экспериментальных исследований позволила получить критериальные уравнения, описывающие гидродинамические

Бц = 2,86 • Re -0,19 (3)

и тепломассообменные процессы в абсорбционном аппарате с вращающейся насадкой:

1.

2.

3.

4.

5.

Nu = 0,191 • Re0'67-Pr NuDI = 0,191 - Re0,67 - Pr

0,36 0,36

D

(4)

(5)

Список литературы:

Исаченко В. П. Теплообмен при конденсации [Текст] М.: Энергия, 1977. 240 с. Исаченко В.П. Теплопередача [Текст] / Осипова В.А., Сукомел А.С. М.: Энергия, 1969. 440 с. Лебедев П.Д. Теплообменные сушильные и холодильные установки. [Текст] М.: Л.: Энергия, 1966. 288 с.

Лаврентьев М.А. Проблемы гидродинамики и их математические модели [Текст] / Шабат Б.В. М.: Наука, 1973. 416 с.

Rushton E., Davles G. Linear analysis of liquid film flow [Текст] Alche journal. 1971, Vol. 17. P.670676.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА КЛИЕНТСКОЙ БАЗЫ ВУЗА И РАЗРАБОТКА

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ CRM СИСТЕМЫ

Середенкова Ольга Александровна

Астраханский государственный университет, магистрант 2 года обучения по специальности «Информационные системы и технологии. Программа «Базы знаний», г. Астрахань

Развитие современных организаций сложно представить без ИТ-решений в различных направлениях. ИТ -технологии сегодня все глубже проникают во все сферы общества, включая медицину, культуру, образование. Так многие медицинские организации стараются повысить качество обслуживания своих клиентов, перед ВУЗам встают непростые задачи, которые имеют мало общего с

самим образовательным процессом - привлекать абитуриентов, конкурировать с другими ВУЗами, повышать репутацию ВУЗа.

С развитием технологий все больше растет спрос, клиенты стремятся получить лучшие услугами и желают лучшего обслуживания. Так и абитуриенты, которые задумываются о выборе ВУЗа для получения высшего образования, делают свой выбор в пользу лучшего. С связи с

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.