Автореферат (1026226), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Однако их количественные значения для процессов стермической регенерацией и процессов КБА отличаются более, чем в 3 раза(kI ≈ kII ≈ const ≈ 0,0155 1/с и kI ≈ kII ≈ const ≈ 0,0045 1/с соответственно).Экспериментальнопоказано,чтоинтенсивностьслучайныхсоставляющихадсорбционныхидесорбционныхпроцессоввконденсационно-адсорбционных установках на основе процессов КБА восновном определяется гидродинамикой соответствующих потоков.Для определения коэффициентов BI, BII и BDI, BDII, используемых впредложенной модели для характеристики интенсивности случайныхсоставляющих адсорбционных и десорбционных процессов соответственно,было предложено использовать аппроксимационную зависимость дляэффективных коэффициентов продольного переноса рассматриваемыхмножеств в процессах адсорбции (DI, DII) и десорбции (DDI, DDII) в виде:Di  d чW 2  Dэ ,(12)где Dэ – эффективный коэффициент диффузии.Последующая обработка экспериментальных данных в критериальнойформе позволила получить в исследуемом диапазоне изменения рабочихпараметров для адсорбционных и десорбционных процессов соответственноэмпирические зависимости вида:D I  D II  2 10 6 Re d  3 10 6 , DDI  DDII  8 10 6 Red  110 5 .(13)Полученные результаты предоставили возможность произвестипроверку адекватности предложенной модели и найти границы ееприменимости для конденсационно-адсорбционных установок подготовкивоздуха, обеспечивающих содержание кабельных линий связи подизбыточным давлением (Рисунок 6).В результате был сделан вывод, что для сорбционных процессовдлительностью от 240 с до 6 ч предложенную вероятностно-статистическуюмодель можно признать адекватно описывающей все определяющие физикохимическиепараметрыконденсационно-адсорбционныхустановок12подготовки воздуха на основе процессов КБА.

Установлено, чтоотносительная погрешность расчетов с помощью предложенной модели врассматриваемом диапазоне изменения параметров не превышает 10%.Рисунок 6. Динамика адсорбционных фронтов при расходах воздуха 30, 50,75, 100 ндм3/мин и времени адсорбции 300с – модель 1-4; эксперимент 9-12;при времени адсорбции 21600с – модель 5-8; эксперимент 13-16Проведенные исследования позволили выполнить оценки величин С1 иС2, входящих в разработанную модель на уровне С1 ≈ С2 ≈ const ≈ 0,5, чтопозволяет использовать ее для описания большинства процессов КБА.Выполнен анализ влияния негативных факторов на надежность работыконденсационно-адсорбционных установок подготовки воздуха на основепроцессов КБА с регулируемым объемом воздуха, подаваемого нарегенерацию [4].

Установлено, что основной причиной возникновения ихвнезапных, непрогнозируемых отказов является существенная деформация ипотеря устойчивости сорбционных фронтов в условиях предельных расходовобрабатываемого воздуха, обусловленная не только недостаточным объемомвоздуха, подаваемого на регенерацию, но и одновременным воздействиемповышенных температур рабочих процессов и снижением качестваприменяемого адсорбента (Рисунок 7).а)б)Рисунок 7.

Влияние негативных факторов на высоту работающего слоясиликагеля: а) в зависимости от влагоемкости силикагеля в первой точкеперегиба изотермы адсорбции; б) в зависимости от рабочих температурПри оценке ресурсных характеристик слоя силикагеля были полученыэмпирические зависимости для продвижения «центра тяжести» сорбционных13фронтов паров воды LM и величины деформации фронта адсорбции паровводы аI′ в процессе эксплуатации силикагеля за счет его загрязнения следамикомпрессорного масла в виде:LМ  М CМF (1  ПУКЛ ) П З  МVобр , а I  a(1 kМ CМVобр ) ,VA  М(14)где LM – текущее положение «центра тяжести»; αМ и СМ – коэффициентынеобратимого сорбирования и средняя концентрация следов компрессорногомасла; Vобр – объем обработанного воздуха; F и VА – площадь поперечногосечения и объем адсорбера; ПУКЛ и ПЗ – средняя пористость слоя засыпки изерен силикагеля; ρМ – средняя плотность следов компрессорного масла, аI′ иаI – текущая и исходная величины адсорбции в первой точке перегибаизотермы адсорбции; kМ – постоянный коэффициент.Для нахождения границ устойчивости сорбционных фронтов былипроведены экспериментальные исследования по определению интегральныххарактеристик, полученных в режиме реального времени, с помощьюконтроля точной дозировки малых объемов воздуха в каждом сорбционномцикле, на основе использования политропных процессов, протекающих припеременном количестве вещества.

Представлены методики определенияпоказателей политропы m для различных режимов работы ресиверакомпрессорной группы и даны их локальные количественные оценки дляконкретного аппаратного оформления (Рисунок 8).а)б)Рисунок 8. Количественные оценки показателя политропы:а) в процессах расширения, б) в процессах сжатияУстановлено, что использование коэффициента запаса в зависимостяхпо определению объема воздуха, подаваемого на регенерацию, на уровне1,05-1,08 обеспечивает устойчивую и эффективную работу установок наоснове процессов КБА на всех расчетных режимах. При этом показано, чтопри длительностях процесса регенерации менее 80-100 с его эффективностьснижается на столько сильно, что не может быть компенсированаиспользуемыми коэффициентами запаса, что приводит к потереустойчивости сорбционных фронтов.Отмечается, что в предельных режимах работы установок выявленныедеформация и потеря устойчивости сорбционных фронтов не могут бытькомпенсированы с помощью традиционных инженерных решений безсущественного снижения эффективности протекающих процессов.14В четвертой главе проанализированы основные направлениясовершенствования конденсационно-адсорбционных установок подготовкивоздуха для кабельных линий связи.Представлены рекомендации по усовершенствованию функциональнойсхемы конденсационно-адсорбционной установки подготовки воздуха наоснове процессов КБА с регулируемым объемом воздуха, подаваемого нарегенерацию, а также усовершенствованный технологический цикл ееработы, циклограммы которого приведены в приложении.Проанализированы отличительные особенности инженерной методикирасчета конденсационно-адсорбционных установок подготовки воздуха наоснове процессов КБА и разработаны основные этапы ее реализации.Приведены блок-схемы методики расчета основных технологическиххарактеристик оборудования установок, детализация которых представлена вприложении.

С целью оптимизации определяющих параметров как нарасчетных, так и на нерасчетных режимах работы установки предложенаметодика моделирования протекающих процессов на основе разработаннойвероятностно-статистической модели.Представлены блок-схема методики определения исходных данных дляразработки процессов управления, регулирования и контроля, а такжепрактические результаты работы.ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ1. Теоретически показана и экспериментально подтверждена возможностьописания сорбционных процессов, протекающих в конденсационноадсорбционныхустановкахподготовкивоздуха,наосновемногомодальной функции плотности распределения адсорбтива по слоюадсорбента.2.

Установлено, что в конденсационно-адсорбционных установкахподготовки воздуха распространение сорбционных фронтов влаги по слоюсиликагеля может быть удовлетворительно описано на основестационарных решений кинетического уравнения Фоккера–Планка–Колмогорова с относительной погрешностью не более 20%.3. Найден явный вид функций распределения адсорбтива по слою адсорбентаи показана возможность описания адсорбционных фронтов с помощьюкомбинированныхкомплексов,характеризующихинтенсивностьслучайных составляющих протекающих процессов по отношению кинтенсивности их детерминированных составляющих.4. Разработан новый метод определения и контроля статической идинамической влагоемкости силикагеля, пригодный для применениянепосредственно в эксплуатационных условиях конденсационноадсорбционных установок подготовки воздуха, обеспечивающихсодержание кабельных линий связи под избыточным давлением.155.

Разработаны и реализованы усовершенствованные технологический цикл ифункциональная схема конденсационно-адсорбционнойустановкиподготовки воздуха для содержания кабельных линий связи подизбыточным давлением.6. Создана инженерная методика расчета конденсационно-адсорбционныхустановок подготовки воздуха, в том числе, обеспечивающая определениеисходных данных для разработки процессов регулирования, управления иконтроля, и прикладное программное обеспечение ее реализации.Публикации по теме диссертации:1. Гапонюк Н.А., Калугина О.Г., Львов В.А.

Характеристики

Список файлов диссертации