автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.09, диссертация на тему:Система охлаждения с применением двухфазных термосифонов при производстве синтетического каучука

б од

8 ОКТ

На правах рукописи

БАКИЕВ ТАГИР АХМЕТОВИЧ

Система охлаждения с применением двухфазных термосифонов при производстве синтетического каучука

Специальность 05.04.09 "Машины и агрегаты нефтеперерабатывающих и химических производств"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техническихъ наук

Уфа - 1996

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Евтюхнн Н.А. Официальные оппоненты: член-корреспондент Академии

наук Республики Башкортостан, доктор технических наук, профессор Панов А.К.;

кандидат технических наук Сельский Б.Е.

Ведущее предприятие: АООТ ВНИИНЕФТЕМАШ (г. Москва)

Защита состоится 20 сентября 1996 г. в 14.00 час. на заседании диссертационного совета Д 063.09.03 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, .г.Уфа, ул. Космонавтов,!.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГНТУ.

Автореферат разослан " "...........1996 г.

Ученый секретарь доктор технических наук, профессор '/ П.Л.ОЛЬКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Нефтехимическая и нефтеперерабатывающие отрасли промышленности характеризуются высокими затратами тепловой энергии. С возрастанием энергопотребления большое значение приобретают вопросы экономии топливно-энергетических и материальных ресурсов. Основным направлением их решения является повышение теплового коэффициента полезного действия путем создания высокоэффективных теплотехнических агрегатов и новых технологических процессов с низкой материале- и энергоемкостью.

Эти обстоятельства требуют нового подхода к аппаратурному оформлению технологических процессов и создания высокоэффективных теплоиспользующих установок.

Во многих случаях наряду с повышением тепловой эффективности аппаратуры возникают и другие, не менее важные задачи, такие как снижение металлоемкости, увеличение ремонтопригодности, повышение надежности, возможности очистки от отложений, доступность осмотра при выполнении диагностических работ.

Сказанное выше полностью относится к производству синтетического каучука. Существующая схема охлаждения процесса дегидрирования изопентана на АО "Каучук" г. Стерлитамака, состоящая из кожухотрубных теплообменных аппаратов, имеет ряд существенных недостатков. Это низкий коэффициент теплопередачи вследствие полимерных отложений на стенках трубок, высокое гидравлическое сопротивление, большая металлоемкость, низкая ремонтопригодность, невозможность утилизации низкопотенциального тепла, плохое решение задачи конденсации водяного пара и вывода конденсата из технологического потока. Малая эффективность существующих охлаждающих систем является очевидной и необходимость их замены на более прогрессивные представляет несомненную актуальность.

Работа проводилась в соответствии с Государственной научно-технической программой "Перспективные технологии в машиностроении, приборостроении, апларатостроении и других отраслях промышленности Башкортостана" по выполнению раздела "Создание аппаратов и приборов нового поколения для нефтегазохимической промышленности" (1993-1995 гг.).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Повышение тепловой эффективности системы охлаждения парогазовой смеси в процессе дегидрирования изопентана путем создания новых высокоэффективных теплотехнических агрегатов.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ

Подбор типа тегогообменной аппаратуры в качестве альтернативы существующим кожухотрубчатым теплообменникам,способных решать комплекс задач охлаждения технологического потока, конденсации и вывода конденсата водяного пара, утилизация низкопотенциального тепла, снижения металлоемкости, увеличение ремонтопригодности.

Проведение теоретических расчетов для определения размеров конструктивных элементов выбранного типа аппарата, разработка конструкции альтернативной системы охлаждения парогазовой смеси.

Проверка в промышленных условиях теоретических расчетов, проектно-конструкторских решений с целью их оптимизации с учетом производственных условий.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

Получена аналитическая зависимость для расчетного определения коэффициента теплоотдачи при охлаждении парогазовой смеси с выделением конденсата водяного пара.

Осуществлен синтез конструктивных элементов теплообменника нового поколения, основанного на принципе двухфазного термосифо-нирования и решающего задачи охлаждения парогазовой смеси, конденсации водяного пара и вывода конденсата из парогазовой смеси, утилизации низкопотенциального тепла, уменьшения металлоемкости, снижения полимерных отложений со стороны контактного газа, возможности их очистки.

МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ПОСТАВЛЕННЫХ ЗАДАЧ

1. Аналитические исследования закономерностей коэффициентов теплоотдачи при конденсации водяного пара из парогазовой смеси.

2. Поиск технических решений, конструкционная разработка термосифонного теплообменника для охлаждения парогазовой смеси.

3. Промышленные испытания технических разработок и анализ их результатов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

Использование термосифонных теплообменников позволяет решить задачи энерго- и ресурсосбережения. Этому способствует то, что они обладают гораздо более высокими теплопередающими свойствами по сравнению с существующими кожухотрубчатыми теплообменниками, расход металла сокращается в 1,9 раза (96 т против 182,5 т), обладают хорошей ремонтопригодностью, более низкими эксплуатационными затратами.

Полученная аналитическая зависимость рекомендуется для практического использования при проектировании промышленных систем охлаждения парогазовых смесей в производствах синтетического каучука и других полимерных материалов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы докладывались на ежегодных научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых Башкирии (г. Уфа, 1992 , 1993 ,1995 г.г.); на научно-технической конференции при Саратовском политехническом институте по региональным проблемам энергетики Поволжья (г. Саратов, 1992 г.); на межвузовском научном семинаре по исследованиям в области комплексного энерготехнологического использования топлив (г.Саратов, 1993 г.); на межвузовском научном семинаре по проблемам теплоэнергетики (г. Балаково, 25-28 октября 1994 г.).

ПУБЛИКАЦИИ

Результаты исследований опубликованы в девяти печатных работах.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Диссертационная работа состоит из введения, четырех основных разделов, выводов; включает список литературы из 80 наименований.

Объем работы составляет 114 страниц машинописного текста, 28 рисунков, 7 таблиц, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проанализировано состояние техники и технологии охлаждения парогазовой смеси после процесса дегидрирования изопентана, произведен выбор вида теплообменной аппаратуры для исследования.

В результате проведенного анализа функционирования существующей системы охлаждения парогазовой смеси (водяной пар 80% и контактный газ 20%) выявлено, что "узким"местом является участок, состоящий из гати кожухогрубчатых теплообменников с плавающей головкой типа ТП, и сделаны следующие выводы.

На рассматриваемом участке технологический поток должен быть охлажден от 127 до 85° С. Однако этого не происходит. Основной причиной является низкий коэффициент теплопередачи у кожухо-трубчатых теплообменников вследствие полимерных отложений со стороны контактного газа, а также со стороны охлаждающей воды. В

результате этих отложений сечение трубок уменьшается, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления, а следовательно, энергозатрат на перекачку. Большое гидравлическое сопротивление вызывает повышение давления в реакторе, ведет к закоксованию катализатора, сокращению срока его службы и повышает расходы на его регенерацию. В итоге снижается качество и выход целевого продукта.

Отмечено, что практически отсутствует утилизация низкопотенциального тепла. Много сил и времени требуется для очистки тепло-обменных аппаратов от полимерных отложений. В результате был сделан вывод о низкой эффективности рассматриваемого участка схемы охлаждения, о необходимости его замены, а также определен круг задач, которые должны быть решены.

Основными задачами являются:

1) охлаждение контактного газа со 127 до 85° С;

2) конденсация водяного пара и вывод конденсата из технологического потока;

3) утилизация низкопотенциального тепла;

4) снижение полимерных отложений;

5) снижение гидравлического сопротивления;

6) уменьшение затрат на ремонт;

7) уменьшение металлоемкости.

Для выбора типа и принципа действия новой установки охлаждения был проведен аналитический обзор функционального назначения и эффективности геплопередающих и других свойств известных в технике и науке теплообменных аппаратов и систем.

В результате для комплексного решения поставленных задач выбрана система охлаждения с применением теплообменной аппаратуры, основанной на принципе двухфазного термосифонирования.

' "ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ приведена конструкция, тепловой, гидравлический и Механический расчеты системы охлаждения технологического потока.

На основании результатов проведенных исследований в качестве альтернативного решения для замены существующих кожухотрубча-тых теплообменников предлагается технологическая схема системы охлаждения контактного газа и конденсации водяного пара, на которую получено положительное решение ВНИИГПЭ (рис. 1). После скруббера 106/2 установки дегидрирования изопентана технологический поток попадает в коллектор 1 системы охлаждения. Из него он двигается по трансферной линии 2 через последовательно расположенные модули термосифонного теплообменника 3. Количество последовательно расположенных модулей термосифонов принято равным трем.

Рис.1 Система охлаждения парогазовой смеси

Для компенсации температурного расширения перед каждым модулем установлен линзовый компенсатор 4. После каждой группы, состоящей из трех термосифонов, устанавливается сепаратор 5 для отделения конденсата водяного пара, который отводится для дальнейшего использования по линии отвода конденсата 6. Охлаждающая среда подается по линии 7 в направлении противоположном движению технологического потока, и отводится по линии утилизации низ-копогенциального тепла 8 для дальнейшего использования.

Между собой модули стыкуются посредством фланцевых соединений 9, что позволяет в случае необходимости быстро произвести замену потерявшего работоспособность модуля. Для этого трансферная линия перекрывается при помощи задвижки 10. Технологический поток тем временем движется по другим параллельным трансферным линиям системы охлаждения.

При разработке конструкции модуля термосифонного теплообменника учитывались следующие требования:

1) снижение гидравлического сопротивления;

2) легкость очистки от полимерных отложений трансферной линии;

3)ремонтопригодность;

4) привязка к существующей технологии изготовления теплообменников на НПО "Салаватнефтемаш" ( г. Салават ) с использованием стандартных конструктивных элементов.

В итоге была принята конструкция модуля термосифонного теплообменника представленная на рис. 2. Термосифон состоит из испарительной 1 и конденсационной 2 частей, которые имеют фланцевое соединение между собой. Конденсационная часть состоит из трубного пучка 3. В испаритель заливается промежуточный теплоноситель 4, окружающий трансферную линию 5, по которой движется технологический поток. Для увеличения площади теплообмена трансферная линия выполнена с оребрением 6. Охлаждающая среда входит в патрубок Д и движется в межтрубном пространстве конденсатора, выходя из патрубка Г. В верхней части модуля находятся патрубки А1 для создания вакуума и Б: - для заливки промежуточного теплоносителя. В нижней части расположен патрубок В| для слива промежуточного теплоносителя и установки уровнемера.

Технологический поток двигается по трансферной линии и через-вход Ж попадает в испарительную часть, выступая в качестве охлаждаемой среды. Промежуточный теплоноситель начинает кипеть и пары поднимаются по трубкам 3 в конденсатор. Нагревая охлаждающую среду пары конденсируются и стекают вниз в испаритель. Технологический поток, отдав часть теплоты, через выход Е покидает модуль термосифонного теплообменника. Таков вкратце принцип работы модуля. Так за счет чего же происходит решение поставленных проблем? Отличительной чертой данной конструкции является разъемное соединение между конденсатором и испарителем. Этот факт значительно

облегчает ремонт и доступ к внутренним частям термосифона в случае необходимости.

Большой диаметр и отсутствие поворотов, т.е. прямолинейность трансферной линии снижает отложения на стенке до минимума за счет высоких скоростей потока. В случае, если отложения все же имеют место, не составит большого труда произвести очистку трансферной линии с помощью скребка. Данная конструкция обладает большой тепловой мощностью за счет теплоты фазового перехода в момент испарения и конденсации промежуточного теплоносителя.

Особым условием, предъявляемым к данной конструкции, является вакуумплотность, так как аппарат в момент начала работы находится под вакуумом. Следовательно, особое внимание необходимо уделить разъемным соединениям.

Здесь же решается и такая важная задача, как утилизация низкопотенциального тепла. При конденсации паров промежуточного теплоносителя за счет теплоты фазового перехода может быть передано большое количество теплоты, происходит нагрев охлаждающей среды при меньшей разности температур, что позволяет утилизировать низкопотенциальное тепло для нужд завода.

Также важным является вопрос заполнения термосифона теплоносителем. Расчет количества теплоносителя производился с учетом набухания слоя двухфазной смеси в испарительной части за счет образования паровых пузырей при подводе теплоты. Определение точного количества теплоносителя необходимо для эффективной работы термосифона. Произведен гидравлический расчет, установлены потери давления в аппарате системы охлаждения, которые составили 0,0053 МПа, что ниже требуемого по техническому заданию.

Исходя из условий эксплуатации проведен расчет элементов аппарата. на прочность.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ рассмотрен вопрос обеспечения вакуума в термосифонных теплообменниках, так как одним из основных условий, обеспечивающим нормальное протекание процессов тепло- мас-сопереноса внутри модуля термосифона, является наличие вакуума.

Проведенные эксперименты показали, что при недостаточной величине вакуума пары промежуточного теплоносителя не могут под-.няться в зону конденсации, так как образуется так называемая "воздушная подушка".

Наличие вакуума необходимо для регулирования температуры закипания промежуточного теплоносителя, особенно при малой разности температур между охлаждаемой и охлаждающей средами.

Кроме того, наличие неконденсирующегося газа (воздуха) в парах промежуточного теплоносителя приводит к ухудшению процесса теплоотдачи при конденсации этих паров.

Из данных, характеризующих изготовляемую вакуумную технику, нас интересуют в первую очередь наинизшее остаточное давление или предельный вакуум, при котором должна работать система. Раз

личают динамическую систему, то есть работающую при постоянном действии откачивающих устройств, и статическую систему, которая, будучи раз откачана, отсекается от вакуумного насоса затвором, и далее в ней должно сохраняться достигнутое значение вакуума. Для нашего случая более предпочтительным является второй вариант, то есть, система должна быть статической.

В практике сложилось производственное деление вакуума на три ступени:

1) низкий вакуум - давление до 0,13 кПа;

2) высокий вакуум - от0,013 до 0,1310-4Па;

3) сверхвысокий вакуум - 0,1310-5Па и меньше.

В условиях производства АО "Каучук" достижение высокого и сверхвысокого вакуума не требуется. Для нас важно, чтобы пары промежуточного теплоносителя свободно достигали любой точки зоны конденсации. В начальный момент термосифон находится под вакуумом, однако при подаче теплоты в зону испарения промежуточный теплоноситель начинает кипеть и при выходе в рабочий режим в модуле устанавливается определенное значение давления. Оно будет варьироваться от первого до последнего модуля в нитке.

С использованием уравнения состояния Клайперона определили минимально допустимое значение вакуума для нашего аппарата, которое равно 15000 Па. Для того, чтобы последние модули термосифонов работали под незначительным вакуумом в процессе охлаждения парогазовой смеси, в качестве промежуточного теплоносителя в термосифонах принята смесь дистиллированной воды с этиловым спиртом.

В процессе проведения промышленных испытаний в качестве уплотнительного материала была выбрана натуральная резина, которая позволила добиться сохранения вакуума в модулях согласно требованиям производства в течении месяца испытаний (рис.3).

Па

«Г

60 ■■

| откачка 0ц5

Ю

720 час

Рис.3. Исследования сохранения вакуума

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена исследованиям процесса теплообмена при конденсации водяного пара в присутствии неконденсирующегося газа. В нашем, случае неконденсирующимся газом являются компоненты углеводородов, которые путем диффузии распространяются в парогазовом потоке; при этом меняется течение, теплофизиче-ские свойства, изменяется интенсивность теплоотдачи, что, в свою очередь сказывается на диффузии.

Этой проблеме посвящены работы ряда авторов (Берман Л.Д., Кутателадзе С.С., Михеев М.А., Рейхсфельд В.О.), но ввиду сложности задачи она является еще слабо изученной.

При кипении жидкости и конденсации паров коэффициент теплоотдачи зависит от температуры стенки, через которую происходит передача тепла. Для случаев, когда неконденсирующийся газ отсутствует, получены многочисленные формулы, позволяющие вычислять коэффициент теплоотдачи.

В формулу для расчета коэффициента теплоотдачи при изменении агрегатного состояния геплоносигеля входит разность температур теплоносителя и соприкасающейся с ней поверхности стенки. В свою очередь, для определения разности температур необходимо знать коэффициент теплоотдачи. В результате задача становится неопределимой.

Получение экспериментальной зависимости является пока единственным видом решения.

Считается, что наиболее достоверными полученными уравнениями являются те, которые учитывают реальные производственные системы. Поэтому нами была спроектирована и смонтирована экспериментальная промышленная установка (рис. 4).

Для данной установки была смонтирована автономная вакуумная система. Экспериментальная установка вмонтирована параллельно действующей системе охлаждения парогазовой смеси и состоит из двух модулей термосифонного теплообменника 2, сепаратора для отвода конденсата 4. Парогазовый поток движется по трансферной линии 1, охлаждающая вода по линии 3. Сконденсировавшийся водяной пар отводится по линии 5. Около каждого модуля установлены линзовые компенсаторы 6.

Во время проведения экспериментов замерялись:

1) температура парогазовой смеси на входе и выходе г'ж и ;

2) расход парогазовой смесиСш

3) температура охлаждающей воды на входе и выходе г'ц„ и ¡[¡д;

4) расход охлаждающей циркуляционной воды вц в.;

5) замерялись температурные поля согласно рис. 5.

Данные, снятые во время испытаний сведены в табл. 1.

Таблица 1.

Экспериментальные данные

N Точки" замера температуры °С Р, Рг п. п промежу-

опыта 1 2 3 4 5 6 7 8 "ц.в. т/ч т. п. т/ч точный теплонос.

1 57 75 107 60 62 107 65 64 0,81 0,78 80 6,75 вода

2 60 65 106 65 69 106 65 65 0,76 0,75 80 6,5 ■

3 84 85 108 86 86 108 83 85 0,44 0,45 80 3,6

4 86 86 109 87 88 110 86 86 0,38 0,38 80 3,6 _я__

5 87 87 111 89 89 111 87 87 0,37 0,37 100 4

6 81 81 105 82 84 107 81 82 0,26 0,43 100 10

7 82 81 104 82 83 108 83 82 0,32 0,4 100 10 __ и_

8 87 109 111 89 0,29 0,23 100 8,5

9 82 83 107 92 92 109 82 84 0 0 110 9,0 вода + 7% этил.спирт

10 88 88 107 96 96 109 88 88 +0,18 +0, 06 120 5,0 вода + 8% этил.спирт

И 86 86 107 94 93 108 86 87 +0,18 +0,12 120 5,0 вода +11% спирт

12 91 91 107 . 97 98 108 91 92 +0,22 +0,22 150 9,5 вода +11% спирт

Полученные экспериментальные данные позволили нам рассчитать количество снимаемого установкой тепла, определить опытный коэффициент теплоотдачи и установить, насколько правомочны существующие уравнения в расчетах теплообменной аппаратуры, на примере двухфазных термосифонов.

1. Количество тепла, передаваемое парогазовой смесью охлаждающей циркуляционной воде, Вт,

Qi = GЧs■cp(t;в-t■цв), 0)

2. Количество тепла, передаваемое в атмосферу от поверхности модуля термосифона, Вт,

0,1 = 2• Гпх п-ав(1с-1а„ш), (2)

где ГП1С - площадь поверхности модуля термосифона, м2; а, - коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции от вертикальной поверхности термосифона в атмосферу, который рассчитывался по известным уравнениям; и - температура стенки, °С; 1атм - температура атмосферного воздуха, °С.

3. Общее количество тепла, снимаемого установкой, Вт,

4=61+62- (3)

4. Плотность теплового потока, снимаемого термосифонами, Вт/м2,

Г

где Г - площадь внутренней поверхности трансферной трубы, м2.

5. Опытный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-с),

- Яоп /сч

оп „ „ > \У/

где ггл - температура ядра потока, °С; 1с - температура стенки трубы, °С.

Обобщая полученные экспериментальные данные, можно сделать вывод о необходимости внесения поправочных коэффициентов в известную формулу расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации чистого водяного пара в горизонтальной трубе:

ар = 0,7284,

л з 2 А ж-р ж-g-r

\ И ж (tж- 'с )'

где л.ж - коэффициент теплопроводности водяного конденсата, Вт/(м°С);

рж - плотность водяного конденсата, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; г-теплота конденсации водяного пара, Дж/кг;

динамическая вязкость водяного конденсата, Пас; dBn - внутренний диаметр трансферной трубы, м. Необходимо учитывать изменение температуропроводности в пленке конденсата и в ядре потока, а также изменение диффузионных процессов у поверхности стенки и в ядре потока.

Рг

В качестве первого коэффициента введено отношение (——) °'25

Рг(.

мг

Ргж,Рг - v/s:, где а - коэффициент температуропроводности, — .

с

Второй коэффициент учитывает уменьшение диффузионных

?xxd

свойств, определим его как отношение--, где Prrf - Прандтль от

Pr cd

диффузии - v/D.

где v - кинематическая вязкость, м2/с; D - коэффициент диффузии, м2/с. Коэффициент диффузии D определяется выражением

0,986-Ю'8-У1'75 П Р(г°'31 + у20'3)2 ЧМ/М, '

где Р - абсолютное термодинамическое давление, Па;

VI,2 - соответственно мольные объемы водяного пара и углеводородной смеси в парогазовом потоке, см3/моль;

Мл,2 - соогетсгвенно мольная масса водяного пара и углеводородной смеси в парогазовом потоке, кг/к-моль.

В итоге получили окончательную формулу

Г з 2 fr, л0'25

а ' = 0,728f ж . iJk

v Prc

Pr

Л

d

у Pr* ^

3

Вычислив расчетный коэффициент теплоотдачи и сроавнив с опытным, получили следующие результаты

Таблица 2

Отношение расчетного и опытного коэффициента теплоотдачи

Номер опыта «Р «о аР А и °С

б 1440,4 1496,4 0,96 24

7 1359,8 1588,3 0,85 23

9 2206,2 2691,75 0,81 16

11 2528,04 2783,8 0,91 14,5

12 , 4613,2 3662,2 1,25 10

Видно, что при Лг = 3 10° С при подсчете расчетного коэффициента теплоотдачи необходимо использовать выражение (6), тогда как при Д1 = 10 -г 24° С целесообразно использовать выражение (8).

ВЫВОДЫ

1. Кожухотрубные теплообменники, используемые в процессе дегидрирования изопентана, имеют низкий коэффициент теплопередачи, не позволяют выводить конденсат, уменьшать отложения, гидравлическое сопротивление, металлоемкость, затраты на ремонтные работы, использовать низкопотенциальное тепло. Для комплексного решения этих задач предлагается система охлаждения технологического потока с применением теплообменной аппаратуры, работающей на принципе двухфазного термосифонирования. (Положительное решение ВНИИГПЭ).

2. Разработана конструкция термосифонного теплообменника. Рассчитаны геометрические и технологические параметры конструктивных элементов конденсационной, испарительной частей. Определено взаимное расположение этих составляющих, установлены формы

выполнения связей между конструктивными элементами теплообменника.

3. Установлено максимально допускаемое значение остаточного вакуума, при котором пары промежуточного теплоносителя свободно достигают любой точки зоны конденсации и, следовательно, обеспечивается нормальная работоспособность термосифона.

4. Конструктивное оформление термосифонпого теплообменника, а именно, наличие эллиптического днища над конденсационной частью, позволяет осуществлять процесс теплообмена при достижении низкого вакуума. Создание такого вакуума в производственных условиях является технически решаемой задачей, что подтверждено в работе: подобрана соответствующая вакуумная техника; разработана и рекомендована для практического использования технология вакуу-мирования термосифонов.

5. Рассчитано и разработано конструктивное исполнение системы охлаждения технологического потока, состоящей из последовательно включенных модулей термосифонного теплообменника, аппаратов для отделения конденсата водяного пара. Данная система позволяет охладить технологический поток до заданной температуры, сконденсировать и вывести водяной пар, утилизировать низкопотен-циалыюе тепло.

6. На основании теоретических и экспериментальных исследований установлено, что коэффициент теплоотдачи зависит от температуры ядра технологического потока и стенки трансферной трубы. Полученные данные позволяют корректировать тепловые и гидравлические расчеты путем определения области применения расчетных уравнений.

7. При разности температур между ядром и стенкой трубы в пределе 10 -г- 24° С получена формула для определения расчетного коэффициента теплоотдачи при конденсации водяного пара, содержащегося в технологическом потоке вместе с контактным газом. Формула рекомендуется для использования при проектировании и проверочных расчетах системы охлаждения парогазовых потоков.

8. На основании результатов выполненных исследований на НПО "Салаватнефтемаш" изготовлена установка термосифонного теплообменника, состоящая из 24 модулей. Промышленно-экспериментальная установка прошла опытно-промышленное опробирование и термосифонный теплообменник находится на стадии монтажа в новой системе охлаждения при производстве синтетического каучука на АО "Каучук".

9. Применение термосифонного теплообменника позволило уменьшить металлоемкость системы охлаждения в 1,9 раза по сравнению с существующей.

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях:

1. Бакиев Т.А., Лучинин И.В., Нагуманов А.Х. Программа теплового расчета на ЭВМ термосифонного теплообменника: Тез. докл. // Научно-техническая конференция № 43.-Уфа: УНИ. 1992.

2. Евтюхин H.A., Бакиев Т.А., Лучинин И.В. Проблемы при проектировании термосифонного теплообменника большой тепловой мощности: Тез. докл. // Региональные проблемы энергетики Поволжья: Научно-техн. конференция. Секция Теория и практика решения задач энергосбережения,- Саратов: Саратовский политехнический ин-т, 1992.

3. Бакиев Т.А., Евтюхин H.A. Исследование проблемы заполнения термосифонного теплообменника промежуточным теплоносителем. Тез. докл.// XXXX1Y научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Башкирии. -Уфа:УНИ. 1993.

4. Бакиев Т.А., Рыкова И.В., Казанцева Т.В., Евтюхин H.A. Автоматизация контроля и управления работы термосифонного теплообменника. // Там же.

5. Бакиев Т.А., Евтюхин H.A. Температурные напряжения и деформации, возникающие при работе термосифонного теплообменника . // Там же.

6. Евтюхин H.A., Мокляк В.Ф., Бакиев Т.А., Лучинин И.В. Проектирование термосифонного теплообменника большой тепловой мощности:Тез. докл. // Исследования в области комплексного использования гоплив. Сборник научных трудов - Саратов, 1993.

7. Евтюхин H.A., Бакиев Т.А. Термосифонные теплообменники для нужд энергосбережения: Тез. докл. // Проблемы теплоэнергетики: Межвузовский научный семинар. - Саратов, 1994.

8. Бакиев Т.А., Евтюхин H.A. Интенсификация процесса теплоотдачи при конденсации водяного пара из парогазовой смеси: Тез. докл.//Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (XXXXY1). - Уфа: УГНТУ, 1995.

9. Бакиев Т.А., Евтюхин H.A. Теплоотдача при конденсации водяного пара из парогазовой смеси: Тез. докл. //Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых (XXXXYI): Уфа: УГНТУ, 1995.

Соискатель

Бакиев Т.А.