Введение к работе
Актуальность темы. Вещества при сверхкритических давлениях
используются в теплотехнических установках, работающих в химической,
нефтяной, газовой, энергетической, ракетной технике, и ряда других
отраслях современной промышленности. Проектирование и
конструирование современных теплообменных аппаратов требует наличия
научно- обоснованных методов расчета, разработанных на базе надежных
экспериментальных данных, проведенных в широком диапазоне изменения
режимных параметров процесса. В связи с этим, в диссертационной работе
развивается перспективное научное направление- исследование
температурного режима теплоотдающей поверхности стенки труб
теплообменных аппаратов в условиях СКД органических теплоносителей.
Основное преимущество органических теплоносителей заключается в том,
что они имеют низкое значение критического давления и не вызывают
коррозию конструкционных материалов. Кроме этого в литературе
неоднократно рассматривались возможности осуществления
одноконтурных схем с органическими веществами в атомной энергетике и высказывались идеи использования в реакторе различных углеводородов.
Отмеченные выше обстоятельства обуславливают актуальность рассматриваемой проблемы и требуют дальнейших исследований теплоотдачи органических теплоносителей в условиях СКД.
Диссертационная работа выполнена в проблемной лаборатории «Теплофизика углеводородов» при кафедре «Промышленная теплоэнергетика и технология воды» в соответствии с тематическим планом научно- исследовательских работ Азербайджанской Государственной Нефтяной Академии (№ государственной регистрации 01860096826)
Пель работы: Экспериментальное исследование температурного режима теплоотдающей поверхности стенки горизонтальных труб при ламинарном движении ароматических (толуол) и предельных (и- гептан) углеводородов с целью выявления нормального , улучшенного и ухудшенного режима теплоотдачи при СКД, а также.. на основе полученных данных разработку рекомендаций для оценки интенсивности теплоотдачи среды со сверхкритическими параметрами состояния.
Науніап новизна: Проведено экспериментальное исследование конвективного теплообмена и впервые получены опытные данные по теплоотдаче при ламинарном режиме вынужденного движения толуола и н- гептана в горизонтально расположенной трубе с подводом тепла в условиях СКД, и изменения в широком интервале режимных параметров процесса.
Изучен температурный режим теплоотдающей поверхности стенки горизонтальных труб и установлен сложный характер изменения температуры стенки в зависимости от плотности теплового потока.
обусловленной возникновением нормального, улучшенного, относительно ухудшенного и устойчивого режимов улучшенного теплообмена.
. Установлено, что в условиях СКД и U^*. интенсивность теплообмена по длине горизонтальной трубы крайне неравномерна.
Приведены расчетные уравнения, определяющие границы перехода к устойчивому режиму улучшенного теплообмена, в зависимости от изменения режимных параметров.
Выявлено влияние свободной конвекции на интенсивность теплоотдачи углеводородов, разработаны рекомендации, позволяющие определить границы перехода от вязкостного к вязкостно-гравитационному режиму.
Предложены обобщенные критериальные уравнения, описывающие теплоотдачу при ламинарном режиме вынужденного движения углеводородов в горизонтальной трубе в условиях СКД.
Практическая ценность работы: Результаты по Температурному режиму теплоотдающей поверхности стенки горизонтальной трубы и их анализ дают возможность выбрать режимные параметры, обеспечивающие устойчивую работу аппаратов. Расчетные рекомендации позволяют определить температуру стенки и локальные значения коэффициента теплоотдачи при ламинарном режиме вынужденного движения углеводородов в горизонтальной трубе, что необходимо для проектирования и эксплуатации теплообменных аппаратов.
Реализации результатов работы: Результаты настоящих исследований внедрены на Сумгаитском производственном объединении «Оргсинтез» и переданы в институт Азгипронефтехнм, для использования при проектировании теплообменных аппаратов нефтяной и химической промышленности.
На зашиту пыносптсп:
-
Результаты экспериментальных исследований теплоотдачи при ламинарном режиме вынужденного движения органических теплоносителей в горизонтальной трубе в условиях СКД.
-
Установленные закономерности изменения температуры теплоотдающей поверхности стенки горизонтальной трубы в зависимости от плотности теплового потока и вдоль трубы при Р > Ptr,t„ < t. і. It
-
Результаты исследований пульсационного режима и рекомендации по определению границы перехода к устойчивому режиму улучшенного теплообмена.
-
Влияние свободной конвекции на интенсивность теплоотдачи и рекомендации по определению границы перехода от вязкое того к вязкостно^ гравитационному режиму.
-
Рекомендации по определению локальных значений коэффициента теплоотдачи при ламинарном режиме вынужденною движения органических теплоносителей в горил>!п:гп.>!. . .рубе в \ словиях СКД.
Апробання работы; Основные результаты диссертационной работы докладывались- и. обсуждались на Международном конгрессе .«Энергия, экология и экономия» Баку, 1995 г.; I- Международной конференции" «Охрана жизнедеятельности», Сумгаит, 1998 г.; Республиканской конференции «Молодых ученых и аспирантов», Баку, 1996 г.; IX Теплофизической конференции СНГ, Махачкала, 1992 г.. Республиканской научной конференции «Современное состояние и перспектива развития теплоэнергетики Азербайджана», Баку 1999 г.; Н Международной конференции «Охрана жизнедеятельности», Сумгаит, 1999 г.
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ. '
Структура н объем работы; Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 102 наименований и приложений. Объем диссертации 110 стр. основного текста, 40 рисунков и 26 стр. таблиц экспериментальных данных.