Введение к работе
Актуальность темы. В центробежном ноле проводятся разнообразные гидродинамические и тепломассообменные (ТМО) троцессы. Применение цоіггробежньтх пленочных аппаратов 1[ПА) является одшш из направлений повышения эффективности ГМО процессов. В отличие от аппаратов других типов ЦПА успешно функционируют в условиях ІЮІШЖЄІШОЙ или утсутстпующей гравитации: например, на морском транспсцпе и я :истемах жизнеобеспечении экипажей космических кораблей. Здесь применение таких аппаратов не имеет альтернативы. Кроме :ого, обычно ЦПА, реализующие замкнутый цикл испарения кидкой пленки, занимают гораздо меньший объем, нежели рапитационные пленочные аинораты(ГПА), что также :уіцеспіонно для названных приложений. На данный момент шлепни переноса можно считать достаточно хорошо изученными линь для ГПА. В связи с этим актуальной задачей является соретико—экспериментальное исследование процессов ТМО, [роисходящих в ноле цегггробежных сил, б частности, в условиях іленочного течения. Корректный анализ таких процессов должен пшраться на адекватное описание реализующейся в них ндродинамики, которая, в свою очередь, изучена к настоящему іомеїпу далеко не достаточно.
Работа выполнена по координационному плану РАН но управлению ТОХТ (пробле>5а 2.27.1.1.3).
ІДель. рабцты :
і разработка математической модели гидродинамики жидкой пленки, растекающейся но вращающемуся диску, с учетом приосёной области; I теоретическое исследование тепломассообмена в системе
цоигробежнаи жидкая пленка —газ; ! создание инженерной методики расчета цегггробе.жного
пленочного адиабатного испарителя; ! внедрение полученных результатов в расчетную практику.
Наумная.иаШїДЖі, Построена математическая модель то-ччпш іігжой жидкости в поле цопчрои»жных сій, к том ЧИ> лс II риосевой области. Рассмотрено ниН'кание. оеесиммнгричноп труп идеальной жидкости на перпендикулярную плоское гь. (пределоны протяженность начальной зоны, параметры вязкою «граничною слоя мі поведение радиальной п азпмугалык.й
- t -
компонент скорости как в пределах начальной зони, так и в стабилизированной области течения пленки.
На основе представления о транспорте диффузионных и тепловых потоков через поверхность центробежной жидкой пленки разработано математическое описание тепло— и массообмена в ней. Определены технологические параметры процесса, в частности, для случая растекания легколетучей жидкости найден продольный размер смоченного пятна.
На базе модифицированной математігческой модели тепло —и массообмена в центробежной жидкой пленке предложен мегод расчета основных режимных параметров адиабатного центробежного испарителя, учитывающий переход от ламинарного переноса к турбулентному как для жидкой, так и для газовой фаз.
Создана методика инженерного расчета адиабатных
центробежных вакуумных испарителей. Адекватность
предложенных математических моделей подскерждена экспериментальными данными, имеющимися в ліггературе.
Практическая ценность. Полученные результаты потполяют определить величину начального участка центробежной жидкой пленки и рассчитать рабочие элементы центробежных гидродинамических и тепломассообменных аппаратов. Для уже существующих аппаратов разработанная методика дает возможность определить наиболее экономичный режим их функционирования.
Результаты диссертационной работы были внедрены в расчетную практику проектирования центробежных испарителей в виде инженерных методик на АО „Химзавод им. Л.Я.Карпова" (г.Менделеевск) ив НИИ ,,Спецкаучук"(г.Казань).
Датор.эшцицщет :
результаты исследований гидродинамики пленок ньютоні ut —
ских жидкостей в поле центробежных сил на вращающемся
диске;
" результаты теоретігческого анализа процесса испарения центробежной жидкой пленки, текущей по вращающемуся диску с учетом условий окружающей среды (открытый объем);
результаты теоретического расчета процесса тепломассообмена протекающего в замкігутой камере центробежного адиабатного вакуумного испарителя для реальною спектра режимных параметров;
результаты сравнительного анализа расчетных и экспериментальных данных;
— *> —
методику инженерного расчета центробежного адиабатного пленочного испарителя.
ЛцробааиЯ-^габотьь Основное содержание и результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях Казанского государственного технологического университета (г.Казань, 1994 — 1997 гг.), на 10-й Международной научно — технической конференцій! по компрессорной технике (г.Казань, 1995г.), на 9-й Международной конференции „Математические методы в химии и химтехнологии" (г.Тверь, 1995 г.).
Оубликадиа Непосредственно по теме работы опубликовано 8 работ.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы составляет страниц 186 , в том числе рисунков 31, таблиц 1, приложение — 7 страниц. Список литературы включает в себя 98 наименований отечественных и зарубежных авторов..