Диссертация (1026227), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В работе использовались теоретические иэкспериментальные методы исследования. Теоретические и модельныеисследования проведены на кафедре экологии и промышленной безопасностиМГТУ им. Н.Э. Баумана. Экспериментальные исследования проведены на базеООО «Пневматические системы», г. Москва. Обработка экспериментальныхданных проводилась прямым и косвенным способами анализа с применениемметодов математической статистики, дисперсионного, корреляционного ирегрессионного анализов.Научная новизна:1. Впервые обоснована возможность описания сорбционных процессов,протекающих в конденсационно-адсорбционных установках подготовки9воздуха, на основе многомодальной функции плотности распределенияадсорбтива по слою адсорбента.2.
Установлено, что в конденсационно-адсорбционных установках подготовкивоздуха распространение сорбционных фронтов по слою адсорбента можетбыть удовлетворительно описано на основе стационарных решенийкинетического уравнения Фоккера–Планка–Колмогорова с относительнойпогрешностью не более 20%.3. Разработана вероятностно-статистическая модель описания сорбционныхпроцессоввоздуха,вконденсационно-адсорбционныхспособнаяучитыватьвлияниеустановкахслучайныхподготовкисоставляющихпротекающих процессов.4. Найден явный вид функций распределения адсорбтива по слою адсорбента ипоказана возможность описания адсорбционных фронтов в конденсационноадсорбционных установках с помощью двух независимых множествадсорбтива, соответствующих выпуклым участкам изотермы адсорбциипаров воды на силикагеле, на основе комбинированных комплексов mI и mII,характеризующих интенсивность случайных составляющих протекающихпроцессов BI и BII, по отношению к интенсивности их детерминированныхсоставляющих kI и kII.5.
Полученыколичественныеоценкиосновныххарактеристикконденсационно-адсорбционного метода подготовки воздуха на основепроцессов КБА для содержания кабельных линий связи под избыточнымдавлением в диапазоне 0,04-0,05 МПа с обеспечением абсолютнойвлажности воздуха на уровне 0,1-0,3 г/м3, при расходах осушенного воздухане более 1,3·10-3 нм3/с.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.10Практическая значимость и реализация результатов работы:1. Создануниверсальныйэкспериментальныйстенддлякомплексногоисследования определяющих процессов подготовки воздуха.2. Определены условия обеспечения устойчивости сорбционных фронтов впроцессах КБА с регулируемым объемом воздуха, подаваемого нарегенерацию.3. Разработанновыйметодопределенияиконтролястатическойидинамической влагоемкости силикагеля, пригодный для применениянепосредственно в условиях эксплуатации конденсационно-адсорбционныхустановок подготовки воздуха, обеспечивающих содержание кабельныхлиний связи под избыточным давлением.4.
Разработана и реализована усовершенствованная функциональная схемаконденсационно-адсорбционнойустановкиподготовкивоздухадлясодержания кабельных линий связи под избыточным давлением.5. Предложенусовершенствованныйконденсационно-адсорбционнойтехнологическийустановкиподготовкициклработывоздухасрегулируемым объемом воздуха, подаваемого на регенерацию силикагеля.6. Результаты работы внедрены в ООО «Пневматические системы» г. Москваприусовершенствованиимодельногорядасерийновыпускаемыхкомпрессорно-сигнальных установок (КСУ) «Ультра-М» для содержаниякабельных линий связи под избыточным воздушным давлением, чтоподтверждено актом о внедрении.Положения, выносимые на защиту:1.
Вероятностно-статистическая модель процесса адсорбционной осушкивоздуха силикагелем и результаты исследования ее асимптотических свойств(при t→∞).2. Набор определяющих показателей процесса осушки воздуха силикагелем вконденсационно-адсорбционных установках на основе процессов КБА срегулируемым объемом воздуха, подаваемого на регенерацию, а такжеколичественные оценки величин kI ≈ kII ≈ const ≈ 0,0045 1/с, и11DI ≈ DII ≈ 1·10-4– 7·10-42м /с, DDI ≈ DDII ≈ 1·10-4 – 1,2·10-3 м2/с,характеризующих соответственно интенсивность детерминированных ислучайныхсоставляющихпротекающихпроцессовсотносительнойпогрешностью не превышающей 15%.3. Метод определения и контроля статической и динамической влагоемкостисиликагеля,пригодныйдляприменениянепосредственновэксплуатационных условиях конденсационно-адсорбционных установокподготовки воздуха, обеспечивающих содержание кабельных линий связипод избыточным давлением.4.
Результаты исследований процессов подготовки воздуха в установках длясодержания кабельных линий связи под избыточным давлением 0,040,05 МПа, при абсолютной влажности не более 0,3 г/м3 и расходомосушенного воздуха не более 1,3·10-3 нм3/с.5. Технологический цикл работы и функциональная схема конденсационноадсорбционной установки подготовки воздуха для содержания кабельныхлиний связи под избыточным давлением на основе процессов КБА срегулируемым объемом воздуха, подаваемого на регенерацию силикагеля.6. Методика инженерного расчета конденсационно-адсорбционных установокна основе процессов КБА с регулируемым объемом воздуха, подаваемого нарегенерацию силикагеля, повышающая не менее чем на 15%, по сравнению ссуществующимиметодикамирасчета,точностьоценкиосновныхпараметров технологических процессов подготовки воздуха.Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационнойработы обсуждались на заседаниях и научных семинарах кафедр холодильнойи криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения, атакже экологии и промышленной безопасности МГТУ им.
Н.Э. Баумана.Крометого,результатыконференциях:13-ойтехнологииоборудование.иработыдокладывалисьнаучно-практическойПерспективынаконференцииразвития»следующих«Криогенные(Москва,2016);Международной научно-практической конференции молодых ученых по12проблемам техносферной безопасности в рамках первой всероссийской неделиохраны труда (Москва, 2015); XXIV Международном научном симпозиуме«Неделя горняка – 2016» (Москва, 2016); V Международной научнопрактической конференции молодых ученых и специалистов «Проблемытехносферной безопасности – 2016» (Москва, 2016).Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 научных работ(3,57 п.л./2,97 п.л.), в том числе 3 в ведущих научных рецензируемыхжурналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РоссийскойФедерации для опубликования результатов диссертационных исследований.Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырехглав,общихвыводов,основныхобозначений,спискалитературыиприложения. Работа содержит 248 страниц основного текста, 72 рисунка, 6таблици147наименованиелитературныхисточников.13Глава1.Технологическиепроцессыподготовкивоздухавконденсационно-адсорбционных установках для кабельных линий связи1.1. Анализ методов подготовки сжатого воздуха в конденсационноадсорбционных установках1.1.1. Основные методы очистки и осушки сжатого воздухаНепосредственное применение сжатого воздуха сразу после его выхода изразличных типов компрессоров и нагнетателей, как правило, оказывается невозможным, поскольку он имеет не только повышенные температуру идавление, но и может содержать различные виды загрязнений и значительноеколичество водяных паров [3,37,79,80,129-131].В зависимости от требований конечного потребителя, это делаетнеобходимым применение различных методов подготовки сжатого воздуха,которые входят в состав многих технологических процессов не толькохолодильнойикриогеннойтехники,системкондиционированияижизнеобеспечения, но и систем пневмоавтоматики, пневмооборудования,контроля и метрологии, энергетической, машиностроительной, химической,добывающей, нефтегазовой и других отраслей промышленности, а такжетранспортаисвязи[3-5,13,16,23,24,37,38,52,53,56,57,67,72,79,80,86,97-104,117,118,121,139].В частности, требования, предъявляемые к промышленной чистоте сжатоговоздуха [27,33], обуславливают необходимость применения соответствующихметодов его осушки и очистки от загрязнений.Очевидно, что все многообразие областей применения методов очистки иосушки сжатого воздуха и их аппаратного оформления, включая решениевопросов промышленной безопасности [8,15,71,125,136], не может бытьопределено в рамках единой классификации [20,37,79,80,129,134].14Наиболееширокоераспространениеполучилаклассификация,базирующаяся на различиях основ технологических процессов подготовкивоздуха [16,20,23,37,57,80,129,134].
Подобная классификация подразделяетприменяемые методы на химические, физические и физико-химические.Такая классификация не является однозначной, однако на ее основепоявляетсявозможностьпервичнойпроработкитехнологическогоиаппаратного оформления процессов очистки и осушки воздуха.К химическим методам очистки и осушки воздуха [23,37,80] обычноотносят химическое превращение в другое соединение, абсорбцию жидкостью,каталитические методы и ряд других [16].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
