авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< 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

Теплообмен и аэродинамика в регенеративном воздухоподогревателе с направленно перемещающимся псевдоожиженным слоем

На правах рукописи

АГАПОВ ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ ТЕПЛООБМЕН И АЭРОДИНАМИКА В РЕГЕНЕРАТИВНОМ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕ С НАПРАВЛЕННО ПЕРЕМЕЩАЮЩИМСЯ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ Специальность: 05.23.03 – Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж – 2013

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский государственный технический университет» Научный руководитель кандидат технических наук, профессор Стогней Владимир Григорьевич Официальные оппоненты Кобелев Николай Сергеевич доктор технических наук, Юго-Западный государственный университет, кафедра теплогазоснабжения и вентиляции, заведующий кафедрой Китаев Дмитрий Николаевич кандидат технических наук, Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, кафедра теплогазос набжения и нефтегазового дела, доцент Ведущая организация Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Защита диссертации состоится 19 июня 2013г. в 1300 на заседании диссертационного совета Д 212.033.02 при Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84 ауд. 3220;

тел./факс: (473) 271-53-21.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат размещен на официальном сайте Минобрнауки РФ и на официальном сайте Воронежского ГАСУ.

Автореферат разослан «15»мая 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Колосов А.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, утвержденная распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 ноября 2009 года, предусматривает значительное снижение энергоемкости производства и повышение тепловой эффективности теплотехнических процессов за счет все мерной экономии топлива и энергии. Одним из резервов повышения экономичности теплоиспользующих установок является глубокая регенерация и утилизация теплоты отходящих от них газов.

Использование отходящих газов для подогрева воздуха, подаваемого в топки, системы вентиляции и другие теплотехнологические установки, является важнейшим способом повышения их тепловой эффективности. Поэтому дальнейшее совершенствование и создание компактных, высокоинтенсивных и технологичных в изготовлении воздухоподогревателей является актуальной задачей.

Применение направленно перемещающегося псевдоожиженного слоя мелкозернистого материала в качестве промежуточного теплоно сителя в регенеративных теплообменниках позволяет значительно ин тенсифицировать теплообмен между газообразными теплоносителями, что обусловлено такими их преимуществами, как высокие значения коэффициентов межфазного теплообмена, текучесть, большая удель ная поверхность теплообмена, возможность организации протиивоточ ной схемы движения газообразных теплоносителей для глубокого использования теплоты отходящих газов при многоступенчатом нагре ве воздуха. Перемещение твердых частиц промежуточного теплоноси теля обеспечивается за счет действия направленных струй газовых потоков, формирующихся в газораспределительных решетках, что обуславливает отсутствие транспортирующих устройств твердой фазы в теплообменном аппарате. Однако в настоящее время нет достаточных сведений об аэродинамике, теплообмене и механизме движения частиц в аппаратах такого типа, которые послужили бы научной базой для разработки методики их инженерного расчета.

Настоящая работа выполнялась в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педогогические кадры инновационной России», тема ФЦП 1/10 «Создание энергосберегающих систем и установок с центробежным псевдоожиженным слоем» ГК 02/740/110758, тема ГРМ 4/12 «Создание энергосберегающих тепло технологических систем и установок с высокоразвитыми поверх ностями тепломассообмена» по соглашению № 14.В.37.21.1963 и в соответствии с научным направлением ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» «Физико-технические проблемы энергетики и экологии» по теме ГБ 2007.12 (№ Гос.

регистр. 01.2.00409970).

Целью работы является моделирование аэродинамики и теп лообмена в направленно перемещающемся слое дисперсного про межуточного теплоносителя, разработка конструкции и инженерной методики расчета регенеративных воздухоподогревателей с таким слоем. Для достижения этой цели поставлены следующие задачи:

1. Моделирование аэродинамики направленно перемещающихся псевдоожиженных слоев вдоль наклонных полукольцевых газораспределительных решеток.

2. Определение температурных полей в твердой и газообразных фазах.

3. Экспериментальное исследование аэродинамики и межфазного теплообмена в перемещающихся слоях промежуточного теплоносителя.

4. Сопоставление результатов экспериментов с результатами расчетов и данными других исследований.

5. Разработка методики инженерного расчета воздухоподогревате ля и оптимизация его режимных и конструктивных параметров.

Научная новизна:

- разработана и реализована математическая модель аэродинамики и теплообмена направленно перемещающегося псевдоожиженного слоя вдоль наклонных полукольцевых газораспределительных решеток, позволяющая определить угол выхода газового потока из слоя, скорость газа, соответствующую началу движения слоя, и среднюю скорость его перемещения вдоль решётки;



- установлено распределение температур газов, воздуха и твердой фазы в воздухоподогревателе, учитывающее противоточное движение газообразных теплоносителей;

- определены зависимости для определения сопротивления газо распределительных решеток и сопротивления слоя, его порозности и коэффициентов межфазного теплообмена, учитывающие движение частиц в сторону подъема решетки;

- разработан воздухоподогреватель, использующий указанный способ движения промежуточного теплоносителя, новизна и ориги нальность которого защищена патентом РФ, определены его оптимальные режимные и конструктивные параметры;

- определены расчетные формулы коэффициентов тепловой эффек тивности многоступенчатых теплообменников, реализующих протии воточную схему движения газов и воздуха на базе разработанного воздухоподогревателя.

Достоверность полученных результатов подтверждена ис пользованием фундаментальных законов аэродинамики и теплооб мена, итогами экспериментальной проверки, а также сопоставлением полученных результатов с данными других исследований.

Практическая значимость работы.

Проведенные исследования и предложенные в работе зависи мости и рекомендации позволили разработать методику инженерного расчета воздухоподогревателя с перемещающемся слоем про-межу точного теплносителя и определить его расчетные параметры. Резуль таты исследований использованы при разработке конструкции возду хоподогревателя для утилизации теплоты уходящих газов от сушиль ной установки в ОАО «Агроэлектромаш», а также внедрены в учебный процесс в ВГТУ по курсу «Котельные установки и парогенераторы».





Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на XIII Всероссийской научно практической конференции «Энергетики и металлурги настоящему и будующему России» (г. Магнитогорск,2012), на научно-технических конференциях «Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения» (г. Воронеж, 2009-2011).

Публикации. По результатам исследований опубликовано научных работ, в том числе две в издании, рекомендованном ВАК:

«Вестник Воронежского государственного технического университета». Получено два патента РФ.

В работах опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата лично соискателю принадлежит: [1,5,6]– определение коэффициентов воздухоподогревателей;

[3,4,11]– разработка конструкций теплообменника и обоснование принципа его действия;

[2,7,8] – проведение экспериментальных исследований и обработка их результатов;

[7,9,12] – разработка конструкций газораспредели тельных устройств;

[10] – моделирование процессов аэродинамики и теплообмена в перемещающемся псевдоожиженном слое.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка использованных источников из 130 наименований и двух приложений. Диссертация изложена на 162 страницах основного машинописного текста и содержит 46 рисунков и 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введение обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость полученных в работе результатов.

В первой главе дан обзор конструктивных схем воздухопо догревателей, использующих в качестве промежуточного теплоно сителя псевдоожиженный слой. Обоснованы наиболее перспективные конструкции теплообменников, обеспечивающих глубокое охлажде ние уходящих газов.

Рассмотрены теоретические и экспериментальные работы, в которых исследованы процессы и предложены зависимости для расчетов аппаратов с псевдоожиженным слоем и сформулированы основные задачи исследований.

Вторая глава посвящена теоретическому исследованию зако номерностей процессов формирования и движения промежуточного дисперсного теплоносителя на полукольцевых наклонных газораспре делительных решетках, характера изменения температуры газов и частиц по высоте слоя и длине циркуляционного контура.

При движении псевдоожиженого слоя по криволинейному каналу, например, полукольцевому, из-за влияния центробежных сил на частицы высота псевдоожиженного слоя изменяется по радиусу.

Форма свободной поверхности псевдоожиженного слоя в этом случае описывается соотношением:

0,52 r Hc H0. (1) g Отсюда следует, что перепад высоты слоя по радиусу (ширине) горизонтальной кольцевой решетки составит:

2 (rнр rвн ) Н 0,5. (2) g При достаточно большой скорости движения псевдоожиженного слоя часть газораспределительной решетки у ее центральной образую щей оголяется и газ, проходящий через эту часть решетки, не оказы вает влияния на движение слоя дисперсного материала. Для исклюю чения этого явления необходимо, чтобы решетки имели угол наклона к центральной оси кольцевого канала, определяемый из соотношения:

g T arctg 2. (3) rСP С учетом особенностей, которые возникают при восходящем движении псевдоожиженного слоя по наклонной к горизонтальной плоскости кольцевой решетке, для расчета расхода промежуточного дисперсного теплоносителя необходимо определить скорость движения твердых частиц. Для этого рассмотрим процесс взаимо действия наклонного потока газов с частицами в предположении, что порозность слоя и скорость его движения постоянны, а танген циальная составляющая скорости газового потока по высоте слоя будет уменьшаться из-за искривления струй газа в слое по направ лению наименьшего сопротивления (рис. 1).

H c zt z T t Р Рис. 1. Силы действующие на элемент слоя и треугольники скоростей газов и частиц Для определения характера изменения скорости газа в слое рассмотрена система уравнений, включающая уравнения сохранения импульса для элемента слоя и проекции сил, действующих со стороны газа на частицы и со стороны частиц на газ:

d (tg ) dFc г 0 r d dz T g r d dr dz sin P, dFz (1 ) T g r d dr dz cos P, dF (1 ) grd drdz t wT cos, (4) t T P Z dF 3(1 )r d dr dz г cd 2 ( w )2 ( w ).

t z t T t T 4d э Из решения системы уравнения (4) получены уравнения изме нения тангенциальной составляющей скорости газа по высоте слоя:

1- Т g z t = w Т 0 tg0 - w T exp. (5) Г Соотношение для определения угла выхода потоков газов из слоя:

2 4 т g d э 0 cos sin, (1 ) T gH C Н arctg (tg 0 (6) 3 г cd 0 P P Г02 скорости газа, соответствующий началу движения слоя, при условии Н 0, wТ 0, 0, Н С Н 0 :

-0. 3с 2cos г 0н = 2 d г - ln, (7) 4 0 т g d э (1- 0 ) 0 Н0 т g cos 0 + а также получена формула для определения средней скорости движения слоя в кольцевом канале:

4 g d э 0 cos P w т 0 tg 0 т 2. (8) 0 3 г cd 0 Циркуляция промежуточного теплоносителя по камерам теплообменника осуществляется направленными струйными потоками газообразных сред. Каждая частичка последовательно оказывается то в одном температурном поле, то в другом (рис.2.).

Тнг Ткв d dr wт d rвн нг кг=нв wт кв dz Нс т т т т rнр z wт Ткг Тнв Рис. 2. Схема теплообмена в воздухоподогревателе На основе совместного решения уравнений теплового баланса для элементарного объема слоя единичной ширины и для отдельной частицы в случае охлаждения газов, при условии что температурный градиент внутри частиц отсутствует (Bi0.1), а температура частиц по высоте продуваемого плотного перемещающегося слоя изменяется, получены:

уравнение изменения температуры газов по высоте слоя:

f ч ( 1 )z T ( THГ )exp (9), с ГГ 0 Vч уравнение изменения температуры частиц по длине канала при высоте слоя Hc:

1 f чH с f ч, (10) г Т нг Т нг нг exp exp с т т w т Vч 0сг г Vч уравнение изменения температуры газов по направлению движения слоя высотой Н С :

1 fчHс 1 fчHс fч Tг Тнг Тнг нг 1 exp. (11) exp exp 0сггVч сттwтVч 0сггVч Для направленно перемещающегося псевдоожиженного слоя уравнение изменения температуры частиц по длине канала при высоте слоя Н С :

1 f ч H c 0c вв в Т нв нв Т нв еxp, (12) 1 еxp 1 w т с т т Н с cвв 0 Vч уравнение изменения температуры газов по направлению движения слоя при H м 1 H c :

0cвв fH Т в Т нв нв Т нв еxp 1 еxp ч м w т с т т Н м cвв о Vч, (13) fH 1 еxp 1 еxp ч м cвв о Vч соотношение для определения средних температур газов и воздуха на выходе из слоя:

WT 1 exp Ф Г 1 exp q Г Т НГ Т НВ Т ГК Т НГ, (14) WГ 1 exp q Г Ф В WT 1 exp Ф В 1 exp q Г Т НГ Т НВ Т BK Т НB. (15) WB 1 exp q Г Ф В Третья глава посвящена экспериментальному сравнению газо распределительных решеток, формирующих направленно перемещаю щийся псевдоожиженный слой, его сравнению с прямолинейно дви жущимся слоем, экспериментальному исследованию аэродинамики и межфазного теплообмена в слое на наклонных газораспределительных решетках, опытной проверке полученных теоретических соотношений.

Опыты проводились на эксперементальной установке, прин ципиальная схема которой изображена на рис. 3.

Рис.3. Принципиальная схема экспериментальной установки Основными элементами экспериментального образца является цилиндрическая камера 1 и кольцевой 3 камеры, высотой 400 мм, образованные двумя коаксиально расположенными цилиндрическими обечайками диаметром 200 и 380 мм. Для визуальных наблюдений и фотосъемки внешняя цилиндрическая обечайка 2 выполнена из органического стекла. В кольцевой камере предусмотрена возмож ность монтажа горизонтальных и наклонных к горизонтальной плос кости газораспределительных решеток 4 с профильными лопатками, предназначенных для формирования направленных потоков газа.

Решетки накрывались металлической сеткой 7, которые зак реплялись между цилиндрической камерой и выходным участком, выполненным в виде конфузора 16.

Подача ожижающего газа осуществляется двумя вентиляторами типа Ц10–28 № 3, которые имеют номинальную производительность 3500 м3/час и полный напор – 4500 Па. Производительность вентиляторов регулируется поворотными заслонками, установлен ными на их всасывающей стороне. Для измерения расхода газа используются интегрирующие трубки 9 в комплекте с микроманомет ром 10 типа ММН–240. Поток воздуха, поступающий в кольцевой канал подогреваеться подогревается в электрокалорифере 8. Лабора торный автотрансформатор 6 типа РНО–250–5 позволяет плавно регулировать температуру воздуха в диапазоне от 290К до 360 К.

Для измерения температуры ожижающего агента в различных точках камеры служат хромель-копелевые термоэлектрические преобразователи (термопары) 11 типа ТП-0188. В качестве вторич ного прибора к ним используется универсальный восьмиканальный измеритель-регулятор 12 типа ТРМ 148, откуда через преобразователь интерфейсов 18 типа AC 4 сигнал поступает на персональный компью тер 19. Перед началом опытов осуществлялась проверка термопар по образцовому ртутному термометру с ценой деления 0,1 К в интервале температур от 290 до 340 К. Относительная погрешность при измерении температуры не превышает ± 0,5 %. Температура частиц в слое фиксировалась при помощи хромель-копелевой термопары, помещенной в специальную «ловушку» 13.

Средняя температура ожижающих агентов на выходе из каждого канала измерялась в воздухосборниках 16 и 17. Для одновременного измерения температуры ожижающего газа применялась специально изготовленная «гребенка», состоящая из четырех термопар.

Направление потока газов, выходящих из газораспределительного устройства и непосредственно из слоя определяется при помощи трубчатого трехточечного Г–образного насадка типа Н–32–543–01, который с помощью координатника 15 может перемещаться в осевом и радиальном направлениях. Измерение статического давления в различных сечениях газового тракта производилось, с помощью штуцеров отбора давления. В качестве вторичного прибора к ним и к насадкам используется дифференциальный цифровой микроманометр 14 типа ДМЦ-01М в комплекте с пневмометрическими трубками конструкции НИИОГАЗ. Сигнал с микроманометра через преобразова тель интерфейсов АС3-М поступает на персональный компьютер 19.

Измерение скорости движения твердой фазы производится с помощью частиц, помеченных радиоактивным изотопом золота, датчика типа «Сигнал» и секундомера СТЦ-2. Момент появления меченых частиц в заданном сечении аппарата фиксируется датчиком.

В качестве твердой фазы использовались частицы из алюмо цинкового сплава, силикагеля, фторопласта, кварцевого песка, полистирола, полипропилена и полиэтилена с dЭ = 2,55 мм.

В результате экспериментального сравнения перфорированных, жалюзийных и профильных решеток установлено, что последние при одинаковых сопротивлениях слоя и решетки обеспечивают увеличе ние массового расхода дисперсного материала в 2,5 раза при использовании жалюзийных, и в 12 раз - перфорированных.

Экспериментальная проверка аналитических зависимостей (2,7,8,12-15), показала их приемлемость для практических расчетов.

В результате обработки данных серии опытов получена эмпирическая формула для определения порозности псевдоожи женного слоя, перемещающегося вдоль наклонной решетки, с точностью 11%.

0, 0,1. (16) =0,829 0 Р ВИТ Отдельные значения экспериментальных данных и рассчи танных по (16) по порозности приведены на рис. 4.

–расчет, – эксперимент;

dЭ=4,55 мм, Т=2850 кг/м3, р=0,26 рад;

–эксперимент;

dЭ=4,55 мм, Т=2850 кг/м3, р=0,52 рад;

0 / Рис.4. Зависимость порозности слоя от относительной скорости газа Для относительного расхода ожижающего газа и дисперсного материала на наклонной газораспределительной решетке получено эмпирическое соотношение с точностью 14% :

0, T 0.56 0, Р.

G 0,127 Re (17) Г Аппроксимация опытных данных по суммарному перепаду давления в слое и решетке, коэффициенту межфазного теплообмена производилась методом наименьших квадратов. Общий вид зависимостей устанавливается на основе анализа размерностей. В результате получены следующие соотношения:

0, 0. Р 0,2, T Eu 0,17 Re (18) Г Nu 0, 27 Re0,8 P 0,69.

(19) Экспериментальные данные отличаются от расчетных не более, чем на 17% по (18) и на 12% по (19). Некоторые их значения приведены на рис.5 и 6.

– расчет,,, – эксперимент, d Э 4,55 мм, Т 2850 кг/м, –Р=0,09 рад, – Р =0,26 рад, – Р =0,52рад.

Рис. 5. Зависимость РP+C от скорости 0 при различных Р I - – расчет, – эксперимент, dЭ=2,47 мм, T =1560 кг/м3, Р =0,43 рад, II - – расчет, – эксперимент, dЭ =4,55 мм, T =2850 кг/м3, Р =0,43 рад, Рис.6. Результаты эксперимента и расчета межфазного теплообмена в слое.

Область применения соотношений (16)-(19) ограничена сле дующими параметрами: 500Re3000;

0,6501,22 рад;

1,05Т1, рад;

1300Т/Г 2350;

0,09 Р0,052 рад.

В четвертой главе разработана методика инженерного расчета воздухоподогревателя c промежуточным дисперсным теплоносителем для использования теплоты отходящих газов, позволяющия опреде лить его геометрические размеры и режимные параметры, в основу которой положены результаты проведенных теоретических и экспери ментальных исследований. Даны рекомендации для определения области оптимальных режимных и конструктивных параметров работы воздухоподогревателя с направленно перемещающимся слоем:

1,30/0Н1,8;

0,5dЭ2 мм;

0,400,8 рад.

Получено соотношение для определения коэффициента теп ловой эффективности воздухоподогревателя:

F F cG cG cT GT 1 exp Г Г (1 exp TГ ) 1 exp В В (1 exp TВ ) cT GT c Г GГ cT GT cВ G В Т.(20) FTВ c Г GГ FTГ c В GВ cВ GВ 1 exp (1 exp ) exp (1 exp ) c Г GГ cВ GВ cT GT cT GT Из (20) следует, что тепловая эффективность регенеративного воздухоподогревателя с псевдоожиженным слоем определяется не только отношением расходов теплоносителей, но и насыпной высотой слоя, размерами частиц и интенсивностью межфазного теплообмена.

Анализ зависимости величины т от отношения массовых расходов теплоносителей и значений чисел единиц теплопереноса, показал, что существенно можно увеличить коэффициент тепловой эффективности при организации противоточного движения теплоносителей в теплообменнике. Получены соотношения для определения величины т для двух- и трехступенчатых воздухоподогревателей. Предложены две схемы организации ступенчатого противотока и проведено сравнение их по коэффициенту тепловой эффективности.

На основе проведенных исследований разработана конст рукция воздухоподогревателя, новизна и оригинальность которого защищена патентом РФ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. В результате исследования процессов формирования и движения перемещающегося псевдоожиженного слоя вдоль нак лонных газораспределительных решеток аналитически установлены соотношения для определения угла выхода газового потока из слоя, скорости газа, соответствующей началу движения слоя и средней скорости его перемещения вдоль решетки.

2. Установлено распределение температур газов, воздуха и твердой фазы в воздухоподогревателе, и предложены соотношения для определения средних температур газов и воздуха на выходе из него.

3. Предложены эмпирические соотношения для определения порозности, суммарного перепада давления слоя и газораспреде лительного устройства, а также коэффициента межфазного тепло обмена в направленно перемещающемся псевдоожиженном слое.

Сопоставление опытных данных с расчетами по этим зависимостям показало их приемлемость для инженерных расчетов и достоверность принятой модели формирования и движения слоя.

4. Разработана методика инженерного расчета воздухопо догревателя с псевдоожиженным слоем, позволяющяя определить его режимные и конструктивные параметры. Предложены рекомендации для определения оптимальных параметров аппарата.

5. Разработана конструкция воздухоподогревателя для исполь зования теплоты низкопотенциальных отходящих газов и вентиля ционных выбросов, защищенная патентом РФ.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ с – теплоемкость, Дж/(кгК);

fЧ –поверхность частицы, м2/кг;

fПС – пло щадь поперечного сечения, м2;

G – расход, кг/с;

g – ускорение свобод ного падения, м/с2;

НС – высота слоя над решеткой, м;

r – радиус, м;

Р – перепад давления, Па;

Т – температура, К;

, wт – скорость газооб разной и твердой фаз, м/с;

0, вит – средняя скорость газов на входе в решетку и скорость витания частиц, м/с;

0Н – скорость ожижающего газа, соответствующая началу движения слоя, м/с;

– коэффициент межфазного теплообмена, Вт/(м2 К);

0 – угол входа газового потока в слой, рад;

Т – угол наклона решетки к центру аппарата, рад;

Р – угол наклона газораспределительной решетки к горизонтальной плоскости, рад;

0, – порозности насыпного и псевдоожиженных слоев;

dЭ – эквивалентный диаметр частиц, м;

– коэффициент теплопровод ности, Вт/(м К);

– кинематический коэффициент вязкости, м2/с;

Т – температура твердых частиц, К;

– плотность, кг/м3;

– скорость вращения слоя, 1/с;

– плотность, кг/м3;

т – коэффициент тепловой эффективности;

V – объем, м3;

– текущий угол, рад;

– длина, м;

FТ– поверхность теплообмена твердой фазы в камере, м2;

Критерии (числа):

PPC W F d dЭ Eu= ;

Re= 0 Э ;

Nu= ;

Ф В В 1-exp(- Т ) ;

Г 0 Г Г WТ WВ FТ FТ FТ WГ FТ FТ ФГ 1-exp(- W ) ;

q в с G exp с G ;

q Г с G exp с G.

WТ Г В B Г Г TT TT Индексы: в – воздух;

г – газ;

вн – внутренний;

к – конечный;

м – монолитный;

н – начальный;

нр – наружный;

с – слой;

рс – решетка и слой;

т – твердый;

ч – частица;

t – тангенциальный;

r – радиальный;

z – аксиальный;

о – насыпная.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Надеев А.А. Определение коэффициентов тепловой эффек тивности аппаратов с центробежным слоем / А.А. Надеев, Д.Ю.

Агапов, К.Н. Родионов и др. // Вестник Воронеж. гос. техн. ун-та.

2011. Т. 7. №10. С. 132-135.

2. Д.Ю. Агапов. Сравнение газораспределительных устройств для формирования центробежного псевдоожиженного слоя /Д.Ю.

Агапов, А.А.Надеев, К.Н.Родионов и др. //Вестник Воронеж. гос. техн.

ун-та. 2012. Т. 8. № 7.1. С.118-121.

Публикации в других изданиях 3. Агапов Д.Ю. Теплообменники с центробежным слоем для регенерации теплоты и очистки дымовых газов / Д.Ю. Агапов, Д.А.

Прутских, А.В. Бараков, К.Н. Родионов // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения: тр.

научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып. 11. ВГТУ, 2009. С. 7-9.

4. Хаустов М.А. Теплообменные аппараты для использования теплоты отходящих газов котлоагрегатов/М.А. Хаустов, М.Ю. Долгов, Д.Ю. Агапов, В.Г. Стогней // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения: тр. научно технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов.

Вып. 11. ВГТУ, 2009. С.127-130.

5. Надеев А.А. Определение коэффициентов тепловой эффек тивности теплообменников с организацией противотока по промежу точному теплоносителя / А.А. Надеев, Д.Ю. Агапов, К.Н. Родионов // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоре сурсосбережения: тр. научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып. 12. ВГТУ, 2010. С.12-17.

6.. Надеев А.А. Определение коэффициентов тепловой эффек тивности теплообменников с организацией противотока по газооб разным теплоносителям / А.А. Надеев, Д.Ю. Агапов, К.Н. Родионов // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоре сурсосбережения: тр. научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып. 12. ВГТУ, 2010. С.30-35.

7. Агапов Д.Ю. Экспериментальное исследование газораспре делительных решеток / Д.Ю. Агапов, А.А. Надеев, В.Г. Стогней и др. / Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энерго ресурсосбережения: тр. научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып.13. ВГТУ, 2011. С.76-79.

8. Надеев А.А. Расчетно-эксперементальное исследование сушильной установки с псевдоожиженным слоем / А.А. Надеев, Д.Ю.

Агапов, И.Ю. Клейников // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения: тр. научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып.13.

ВГТУ, 2011. С.36-42.

9. Зверев Д.Ю. Разработка конструкции и методики иженерного расчета водоиспарительных воздухоохлодителей с псевдоожиженным слоем / Д.Ю.Зверев, А.М.Наумов, Д.Ю.Агапов, К.Н. Родионов // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресу рсосбережения: тр. научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. Вып.13. ВГТУ, 2011. С.123-127.

10. Надеев А.А. Повышение интенсивности теплообмена при движении частиц в кольцевом канале / А.А. Надеев, Д.Ю. Агапов, В.Г.

Стогней // Материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции «Энергетики и металлурги настоящему и будующему России», Магнитогорск, 2012. С. 17-19.

11. Патент РФ RU 119080 U 1 МПК F26B 17/10. Устройство сушки сыпучих материалов;

А.А.Надеев, Д.Ю.Агапов, Н.Н. Кожухов и др.;

опубликовано 10.08.2012. Бюл. №22. 3с.

12. Патент РФ №2467274 МПК F 28 D 19/02. Регенеративный теплообменник / Д.Ю. Агапов, М.А. Хаустов, В.Г. Стогней и др.

//опубликовано 20.11.2012. Бюл. №32 5с.

АГАПОВ ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ ТЕПЛООБМЕН И АЭРОДИНАМИКА В РЕГЕНЕРАТИВНОМ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕ С НАПРАВЛЕННО ПЕРЕМЕЩАЮЩИМСЯ ПСЕВДООЖИЖЕННЫМ СЛОЕМ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 14.05.2013.

Формат 60х84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп.,

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

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.