Взаимодействие газокапельных и пленочных потоков применительно к центробежной сепарации (1095010)

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

Текст из файла

На правах рукописиЕЛИСЕЕВА ОЛЬГА АНАТОЛЬЕВНАВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ И ПЛЕНОЧНЫХПОТОКОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЦЕНТРОБЕЖНОЙ СЕПАРАЦИИСпециальность: 05.17.08. – Процессы и аппаратыхимических технологийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 20111Работа выполнена в Федеральномгосударственном бюджетномобразовательном учреждении высшего профессионального образования«Московский государственный университет инженерной экологии» (МГУИЭ)Научный руководитель:- член-корреспондент РАН,доктор технических наук, профессорСистер Владимир ГригорьевичОфициальные оппоненты:- доктор технических наук, профессорСергеев Станислав Петрович- доктор технических наук, профессорЛагуткин Михаил ГеоргиевичВедущая организация:- Московская государственная академиятонкой химической технологииим.

М.В. ЛомоносоваЗащита состоится «20» октября 2011 г. в 14:00 на заседаниидиссертационного совета по защите докторских и кандидатских диссертацийД 212.145.01 при Московском государственном университете инженернойэкологии по адресу: 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московскогогосударственного университета инженерной экологии.Автореферат разослан «16» сентября 2011 г.Ученый секретарьдиссертационного советаС.А. Трифонов21. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темыСложность общей картины газокапельного течения, взаимодействия капельного и пленочного потоков в центробежных сепараторах обусловливает трудностиее полного математического описания.

Этим вызвана необходимость исследования закономерностей влияния режимных параметров на эффективность центробежной сепарации с параллельным изучением отдельных элементов течения дляболее детального понимания их динамики. Одним из таких элементов являетсяпроцесс ударного взаимодействия одиночной капли с движущейся пленкой жидкости, как один из механизмов возникновения вторичного уноса. Результаты исследования такого взаимодействия могут быть полезны для решения общей задачи– повышения эффективности разрабатываемых новых конструкций аппаратовхимической технологии, в частности, центробежных сепараторов.Помимо каплеулавливающих устройств капельные и пленочные потоки характерны для многих процессов, реализуемых в разнообразных тепло- и массообменных аппаратах химических технологий. Здесь возможны течения с капельныморошением горизонтальных или вертикально стекающих пленок жидкости, в томчисле, осложненные закруткой потоков.

Таким образом, детальное изучение механизма образования и динамики возмущений на движущейся пленке при ее капельном орошении является актуальной задачей.Цель работы - выявление закономерностей взаимодействия газокапельныхи пленочных потоков в условиях гидродинамического возмущения пленки жидкости внешними факторами, такими как капельное орошение и воздействие газовогопотока; разработка методики расчета центробежного газожидкостного сепаратора,учитывающей различные механизмы возникновения вторичного уноса.Основные задачи работы:- экспериментальное определение параметров возмущений пленки жидкостии вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли с неподвижным и движущимся горизонтально или наклонно слоем жидкости;- разработка метода расчета относительного объема вторичных капель похарактеристикам падающей капли и пленки жидкости;- экспериментальное определение зависимости эффективности сепарации отвходных параметров газожидкостного потока и геометрических размеров сепаратора;- экспериментальное исследование структуры потока внутри сепаратора;- разработка методики расчета новой конструкции центробежного газожидкостного сепаратора с учетом возможности возникновения вторичного уносавследствие образования вторичных капель за счет двух механизмов: срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн на пленке и ударного взаимодействия капель из газожидкостного потока с пленкой жидкости.Научная новизна:- установлены особенности влияния параметров капли и движущейся горизонтально или наклонно пленки жидкости на геометрические размеры возмуще3ний, количество и размеры вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли и пленки, а также зависимости относительного объема вторичных капель от характеристик капли и движущейся пленки;- установлено влияние геометрических параметров центробежного сепаратора и режимных характеристик входного газожидкостного потока на эффективность его разделения с применением неконтактного способа определения полидисперсного состава жидкой фазы;- разработаны оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.Защищаемые положения:- результаты экспериментальных исследований ударного взаимодействиякапли с неподвижным и движущимся горизонтально или наклонно слоем жидкости;- эмпирические зависимости и метод расчета относительного объема вторичных капель, образующихся при ударном взаимодействии капли и пленки жидкости, от характеристик соударения;- результаты экспериментальных исследований структуры течения в центробежном сепараторе и его эффективности;- методика расчета центробежного сепаратора оригинальной конструкции,учитывающая возможность возникновения вторичного уноса вследствие образования вторичных капель в пристеночной области за счет срезания газовым потоком гребней крупных поперечных волн на пленке и ударного взаимодействия капель из сепарируемого потока с пленкой жидкости;- оригинальные конструкции центробежных сепараторов, защищенные патентами Российской Федерации.Практическая значимость:- разработана и создана экспериментальная установка для исследованияударного взаимодействия капли с неподвижной и движущейся пленкой жидкости;- разработана и создана экспериментальная установка с системой автоматизированного сбора данных для исследования течения в моделях центробежных сепараторов;- получены результаты качественного анализа влияния характеристик пленки жидкости и падающей капли на геометрические параметры возмущений, относительный объем, количество и размеры вторичных капель;- разработанные эмпирические зависимости и метод расчета относительногообъема вторичных капель могут быть использованы для детализации картины течения в сепарационных и массообменных аппаратах;- разработанная методика расчета центробежного сепаратора может бытьиспользована при проектировании сепарационного оборудования;- в рамках выполнения МГУИЭ Государственного контракта с Федеральнымагентством по науке и инновациям № 02.526.11.6007 от 15.08.2007 г.

разработанные конструкции газожидкостных центробежных сепараторов внедрены в техно4логическую схему производства биодизельного топлива на стадиях переэтерификации растительного масла и гидрооблагораживания биодизельного топлива.Методы исследования и достоверность полученных результатов.Для решения поставленных задач разработаны и изготовлены экспериментальные установки, проведены модельные физические исследования.

Полученные экспериментальные данные основываются на сертифицированных средствах измерения и обработки, обеспечивающих получение устойчивых и воспроизводимых результатов. Достоверность выводов базируется на использованииклассических уравнений механики жидкости и газа применительно к моделямзакрученных потоков.Апробация работы.Основные результаты диссертационной работы докладывались на: VII Научно-практической конференции «Московская наука - проблемы и перспективы» (г. Москва, 2006 г.); VII Международной научно-практической конференции«Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г.

Санкт-Петербург, 2009 г.); VII Всероссийской конференции молодыхученых «Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (г. Новосибирск, 2009 г.); VI Международной научно-практической конференции«Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» (г. Москва, 2009 г.);Научной конференции студентов и молодых учѐных МГУИЭ (г.Москва, 2009 г.).Публикации.По результатам работы опубликовано 12 научных работ, из них 3 статьи визданиях, рекомендованных ВАК, 4 патента Российской Федерации.Структура и объем работы.Диссертационная работа содержит введение, 3 главы, основные выводы,библиографический список из 149 источников на русском и английском языках,61 рисунок, 4 приложения на 18 страницах.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации