автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Эффективность тепловых процессов и очистки воздуха от пыли в вихревой трубе низкого напора

На правах рукописи

ТЕРЕХОВ Михаил Анатольевич

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ В ВИХРЕВОЙ ТРУБЕ НИЗКОГО НАПОРА

Специальность 05. 17. 08. - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА - 2004 г.

Работа выполнена в Московском Государственном Университете Инженерной Экологии (МГУИЭ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Трошкин Олег Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор САПОЖНИКОВ Владимир Борисович дотор технических наук, профессор ГУДИМ Леонид Иванович

Ведущая организация: ЗАО «Промэнергоналадка»

Защита состоится « 16 » декабря 2004 года в 1б°° часов на заседании диссертационного совета Д 212.145.01 в Московском государственном университете инженерной экологии, 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, аудитория имени Л. А. Костандова (Л-207).

С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке МГУИЭ.

го^оч-

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Аппараты с закрученным движением фаз широко применяются в самых разнообразных технологических процессах, например, при центробежном разделении гетерогенных систем, газоочистке циклонами. Выделение твердой фазы из газового потока встречается в сушильной технике, при очистке технологических газов от твердых частиц, в порошковой технологии. Выделение мелкодисперсной твердой фазы, пыли из воздушного потока присутствует практически на каждом химическом предприятии для обеспечения надежной работы технологического оборудования.

Одной из разновидностей аппаратов с закрученным движением фаз являются вихревые трубы. Основным назначением вихревых труб до последнего времени было их использование в качестве источников тепла и холода. Их отличает простота конструкции, надежность работы, большой ресурс времени эксплуатации и, что особенно важно, легко осуществляемая смена теплового режима ведения процесса. Последнее обстоятельство особенно важно при, например, сушке некоторых микробиологических продуктов особенно чувствительных к перегреву. Процесс сушки таких материалов целесообразно вести в циклическом режиме, чередуя стадии нагревания и охлаждения. Такая периодическая смена условий легко достигается с помощью вихревых труб.

Вместе с тем, в химических технологиях существуют такие процессы, которые требуют одновременного нагрева (охлаждения) какой-либо гетерогенной системы и ее разделения на составляющие. Например, в производстве аммиачной селитры с твердыми наполнителями требуется отделить дисперсную фазу в системе пневмотранспорта наполнителя на грануляционную башню при одновременном форподогреве транспортирующего воздуха на в соответствии с

технологическими условиями. Часто применение традиционных систем охлаждения, нагрева и очистки нежелательно или невозможно из-за габаритных, стоимостных, экологических ограничений, а также из-за недолговечности машин в этих условиях. Исключить перечисленные недостатки позволяет альтернативный путь - минимальное количество тепла и холода получать непосредственно в месте его использования. Эта энергосберегающая альтернатива доступна в тех случаях, когда есть возможность применить «точечные» вихревые генераторы, размещенные в объекте в соответствии с топографией тепловыделений в нем. При этом подобные устройства могут сочетать в себе функции вихревого энергоразделителя и сепаратора, являясь примером успешного придания аппарату бинарных функций.

»•ОС, ЬЛЦЬОНАЛЬНАа

БИБЛИОТЕКА С Пет«

оэ м

В качестве такого аппарата могут использоваться, в частности, вихревые трубы, поскольку в них возможно одновременное осуществление нескольких процессов - нагревание, охлаждение и очистка потока газа от пыли. Реализация этих процессов в одном аппарате позволяет упростить конструкцию установки, и, таким образом, добиться существенного снижения затрат на энергопотребление, реализацию и обслуживание.

В связи с изложенным в условиях, когда одним из магистральных направлений развития соверменной техники является разработка энергосберегающих технологий, машин и аппаратов, исследование условий и возможностей многоцелевого использвания вихревых труб становиться особо актуальным.

Целью данной работы является выявление возможностей и рациональных областей использования вихревой трубы в качестве многоцелевого аппарата, выполняющего функции охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли и оценка эффективности как каждого из этих процессов, так и вихревой трубы в целом.

Научная новизна работы заключается в том, что

1. На основе эксергетического анализа процессов охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли предложен безразмерный комплекс, позволяющий оценить эксергетическую эффективность каждого из них.

2. Предложено математическое описание закрученного потока, получены расчетные соотношения для оценки гидравлических потерь у стенки аппарата и у стенки приосевого вытеснителя.

3. Определено давление, которое необходимо создать на периферии закрученного потока, обеспечивающее перемещение частиц среды против действия центробежной силы.

4. На основе анализа устойчивости закрученного потока в различных зонах вихревого аппарата показано, что одним из факторов температурного разделения газа на нагретый и холодный может являться возникновение в приосевой области вихревых контуров.

5. Установлено, что эксергетическая эффективность процесса улавливания пыли в вихревой трубе существенно меньше эксергетческой эффективности температурных процессов.

Практическая ценность

• показано, что вихревая труба может являться многоцелевым аппаратом, выполняющим в зависимости от

технологических задач функции охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли;

• установлено, что в технологических процессах, не требующих глубоко охлаждения, могут использоваться вихревые трубы низкого напора, что снижает требования к компримирующим газ агрегатам аппарата;

• разработана методика гидравлического расчета вихревых аппаратов, позволяющая определить вклад отдельных составляющих в общий баланс гидравлических потерь и, следовательно, осуществить выбор аппарата на стадии проектирования;

• на основе проведенных исследований разработана комбинированная система охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли на базе вихревой трубы низкого напора.

Результаты диссертации приняты к внедрению ЗАО «ЦНТУ РИНВО».

Обоснованность основных научных результатов определяется тем, что они опираются на классические представления теории газодинамики, теории вихревых аппаратов и теории регрессионного анализа.

Достоверность полученных научных результатов подтверждается использованием при проведении эксперимента современных контрольно-измерительных приборов, средств измерения и ЭВМ, данными сравнительных экспериментальных исследований низконапорной вихревой трубы и результатами исследований, проведенными другими авторами, хорошей сходимостью расчетных и опытных значений. Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции и 5-ом международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов.(Москва, 2001 г.); научной конференции «Техника низких температур и экология» (Москва,2002); Международной научной конференции "Математические методы и технологии» (Ростов-на-Дону, 2003 г.); Международной конференции Машиностроение и техносфера XXI века (Севастополь, 2003 г.); Международном симпозиуме "Межрегиональные проблемы экологической безопасности» (Сумы, 2003 г.). Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ в научных изданиях. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе и приложений. Содержание диссертационной работы изложено на 120 страницах машинописного текста, содержит рисунков 34, 10 таблиц и список использованных источников литературы, включающий 90 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы цели и задачи работы.

В первой главе выполнен анализ современных конструкций аппаратов и схем промышленных установок на базе вихревой трубы. Проведенный анализ использования вихревых труб в различных отраслях показал, что первое место по их потреблению занимает химическая и нефтегазовая промышленность. Определены возможные способы энергетического совершенствования и перспективы развития вихревых труб. Рассмотрены тенденции совершенствования вихревых аппаратов.

Проведен обзор современных математических моделей вихревого эффекта. Вихревой эффект, открытый Ж. Ранком в 1931 г., исследован как иностранными: Р. Хильшем, С. Фултоном, С. Лидерстрем-Лангом, так и отечественными учеными: Кутателадзе С.С., Меркуловым А.П., Сусловым А.Д., Алексеевым В.П. Пирашвили Ш.А., Азаровым А.И. др. Значительный вклад в развитие теории закрученных течений внес академик Кутепов A.M. Сформулированы цели и задачи исследований.

Во второй главе на основе эксергетического анализа предложен безразмерный комплекс, позволяющий оценить эффективность тепловых процессов и процесса пылеулавливания в вихревой трубе низкого напора. Проведен анализ гидродинамики аппаратов с закрученным движением фаз.

Одним из важнейших вопросов, возникающих при разработке пылеулавливающего оборудования и, в частности, аппаратов вихревого типа, является определение параметров пылеуловителя, обеспечивающих требуемую степень очистки газа при минимальных энергетических затратах. В качестве показателя энергетических затрат целесообразно использовать затраты эксергии, так как последняя инвариантна как к виду потребляемых энергоносителей, так и способам их использования. Применительно к вихревой трубе основные энергетические затраты, связанные с реализацией процесса очистки1 газа, обусловлены её гидравлическим сопротивлением.

Для расчета эксергетических потерь в вихревой трубе при пылеулавливании по приведенным соотношениям необходимо располагать сведениями о численных значениях коэффициентов гидравлического сопротивления

Учитывая, что обобщенный функционал должен позволить оценить как эффективность тепловых процессов, так и процесса пылеулавливания,

следует перейти к абсолютным показателям. Таким показателем в рассматриваемом случае являются эксергетические потери. Количество уловленной пыли в аппарате определим по формуле:

Gn=Tlcen-Gо- (1)

где Gn - масса уловленный пыли, кг/с; G0 - массовая подача пыли в аппарат, кг/с; r/ceti- степень улавливания.

Эксергия процесса сепарирования может быть найдена по формуле, предложенной профессором Сажиным Б.С.:

. ... ^вЛГ.Ь^И-—J-G„> (2)

где R - газовая постоянная несущей фазы, Т0 - температура окружающей среды, К, АР • потери давления в аппарате.

Окончательно для эксергетического КПД вихревой трубы получено:

(3)

Ju

Ех- эксергия холодного потока

Ex=qx-*xV)-Gx, (4)

г = (l— Т0/Т) - эксергетическая температурная функция (коэффициент работоспособности), Gx - массовый расход холодного потока воздуха, кг/с, qx г - удельная тепло- холодпроизводительность, Дж/кг;

Ер- эксергия нагретого потока

Er=qrrr(T)-Gr, *• (5)

где Gr - массовый расход нагретого потока воздуха, кг/с; L — полная эксергия адиабатического процесса:

L = — -hT-Gc> (6)

с w

где Gc - массовый расход сжатого воздуха, кг/с; АТ - общая разность температур. С учетом, что

Gx =m-Gc\ Gr = (1 -m)■ Gc>

Окончательно получено:

Ь (7)

" ЙДТ К ' Л-АТ \АТ) \ Рс)

где ДР - гидравлические потери в аппарате; Т0 - температура окружающей среды, К; ш = Ох /Сгс - относительная доля холодного потока воздуха; Я -

газовая постоянная.

Выражение (7) является эксергетическим функционалом, позволяющим определить эффективность как отдельных процессов охлаждения, нагревания и очистки, так и эффективность их сочетания в одном аппарате.

В соответствии с задачами работы был проведен гидродинамический анализ сопротивления отдельных элементов вихревого аппарата. По имеющимся данным, наличие запыленности уменьшает гидравлическое сопротивление аппарата и при некотором значении дальнейшее увеличение в потоке твердой фазы перестает сказываться на величине АР. При этом, максимальное значение гидравлического сопротивления аппарата соответствует его работе на чистом воздухе. Указанное подтверждает целесообразность анализа гидродинамики закрученного потока без учета твердой фазы в аппаратах рассматриваемого типа.

Известно, что независимо от способа создания закрученного течения общая структура окружного потока в таких аппаратах сходна и в цилиндрической системе координат можег быть представлена следующей принципиальной схемой рис. 1.

I / / Vq>o \Н

■ч > ш

<. Г \ > 'фГ \ \

f

Рис. 1. Структура закрученного потока в аппарате вихревого типа. В общем виде давление создаваемое центробежной силой обычно вычисляют исходя из уравнения движения.

Для области II принят закон потенциального течения vv г = const. Поскольку в рассматриваемой группе аппаратов - циклонах и вихревых трубах, подача исходного потока осуществляется на периферии с последующим его перемещением к оси, то для этого случая в относительной форме получено соотношение:

где - характерная скорость, <я - угловая скорость, Рд - давление, создаваемое слоем жидкости Я/ > вращающимся по закону твердого тела.

В пристенной зоне принято, что в пределах тонкого пограничного слоя радиальная составляющая отсутствует и уравнение движения может быть представлено в виде

Постоянные интегрирования находятся из условия прилипания по соответствующим соотношениям. В итоге для окружной компоненты получено выражение:

(Оо-К

Я2-г2

Vp=-0 0 -—■ (10)

р 2- — 5 г

В это соотношение входит неизвестная толщина 8 пограничного слоя. Её

предложено находить из условия, что касательное напряжение на стенке

уравновешено скоростным напором внешнего течения. В итоге получено

соотношение для расчета коэффициента гидравлического сопротивления

£ = (К /*)' [4 +14/(14 -4) ■- 4714/(14-4)]-',

(П)

где = со„- -р! ц - число Рейнольдса. Уравнение позволяет рассчитать

величину потери напора в пристенной зоне.

Часто в вихревых аппаратах в центральной части устанавливаются различные цилиндрические вставки (это могут быть выхлопные патрубки или вытеснитель). Этот случай рассмотрен на основе приведенного выше уравнения (9), но при других граничных условиях. Коэффициент гидравлического сопротивления вычислен по уравнению:

Г л \

1+-

йе.

(12)

где - число Рейнольдса.

Во всех представленных соотношениях фигурируют окружная скорость и радиус центрального вихря квазитвердого вращения. Величина перепада давления часто известна или может быть измерена. Тогда, введя

коэффициент давления

-р-А

нахождения радиуса центрального вихря и угловой скорости вихря

можно определить выражения для

^-кМ^ + Р)- (14)

Таким образом, потери напора на трение о стенку закрученного

До

потока газа определяются угловой скоростью 0}а и размером центрального вихря.

Проведен анализ устойчивости закрученного потока в общем виде. За основу был1 принят приближенный метод Релея. Для закрученных течений получено соотношение:

+ > О'

. - , - (15)

аг г

Учитывая интенсивность радиального потока, условие устойчивости может быть представлено соотношением:

(16)

С,-(* + 2))0,

где

показатель интенсивности радиального потока.

Рис. 2.

Вопрос о потери устойчивости решается знаком Сз и величиной к. При к-~ 2 условие (16) не выполнятся. Анализ технической литературы показал, что практически измеренное поле скоростей в центральной зоне проходит через ноль и меняет знак, т.е. направление своего течения. Следовательно в центральной зоне возможна ситуация при которой достигает значения -2. В этом случае условие (16) не выполняется, т.е. вероятна потеря устойчивости где-то в центральной зоне. Потерю устойчивости ряд исследователей связали с возникновением вертикальных циркуляционных контуров. Как видно из представленной схемы (рис. 2), образуются области сжатия и расширения.

Таким образом, анализ устойчивости закрученного потока газа дает основание предположить, что одним из механизмов температурного

разделения потока является возможность возникновения макромасштабных вихревых структур.

В третьей главе представлена схема экспериментальной установки и приведена методика проведения эксперимента. Для исследования влияния запыленности воздуха на процесс температурного разделения газа был спроектирован, изготовлен и испытан опытный образец вихревой трубы, являющийся основным блоком экспериментального стенда. Основные геометрические характеристики аппарата:

диаметр камеры разделения в сопловом сечении По — 18 мм;

длина камеры разделения

диаметр отверстия диафрагмы Д, = 4 мм.

Экспериментальный стенд оснащен комплексом контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации, интегрированных с программным обеспечением, которое позволило реализовать следующие основные функции:

моделирование сети, состоящей из адаптера и подключенных к нему приборов, а также схемы технологического процесса на мониторе компьютера;

ведение постоянного контроля работы приборов;

регистрация на компьютере через заданные промежутки времени

данных с выбранных каналов приборов;

отображение текущих показаний приборов в цифровом и графическом виде на экране компьютера;

сообщение о выходе контролируемых величин за заданные границы;

просмотр архива измерений за любой промежуток времени в табличном или графическом виде.

т. с

Рис. 3,

Представлены результаты экспериментов по изучению тепловых характеристик вихревой трубы при низких напорах поступающего воздуха. Характерные кривые данных экспериментальных исследований, полученных с помощью программного обеспечения экспериментального стенда, представлены на рис. 3. Из графика видно, что вихревая труба обладает достаточно малой инерционностью. Для выяснения этого обстоятельства проводилась серия опытов, в которой после выхода аппарата на установившийся режим осуществлялось изменение давления и расхода сжатого воздуха. На рис. 4 представлены общепринятые характеристики эффективности вихревой трубы. В частности, эффекты

охлаждения

4Г«=Г«-ГХ 47>= Тг-ТС

Рис. 4.

Для обобщения оценки эффективности вихревого энергоразделителя использованы безразмерные величины - коэффициент температурной эффективности и адиабатный КПД

На рис. 5 приведены полученные зависимости = и =

опытного образца вихревого аппарата. Следует отметить, что характер зависимостей согласуется с приведенными в технической литературе.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния запыленности воздуха на термодинамические характеристики вихревой трубы, оценивается сепарационная эффективность аппарата. Кроме того, приводится сопоставление результатов анализа гидродинамики аппаратов с закрученным движением фаз с данными других исследователей. На основании результатов экспериментов по изучению термодинамической эффективности вихревой трубы в явном виде определены параметры, характеризующие вихревой эффект.

Результаты анализа гидродинамики аппаратов с закрученным движением фаз сравнивались с данными непосредственных измерений, имеющимися в технической литературе. При этом основной целью являлось установить, в какой степени полученные соотношения корреспондируются с имеющимися, апробированными данными. В качестве объекта сопоставления выбраны хорошо изученные, широко применяемые на практике циклоны ЦН-15.

Результаты вычислений расчета гидравлических сопротивлений

р Д Рх ДР2 ЛЯ3 ЛР4 Д Р Д Рн л/удр Л%

300 89,8 73,4 949,6 223,2 92,3 1428,3 1517 0,665 5,8

400 93,3 78,7 989 238,2 93,5 1492,7 1517 0,663 1,6

500 97,3 83,2 987 247,5 89,5 1504,5 1517 0,656 0,82

600 104 89,9 1024,4 264 89,8 1572 1517 0,652 3,6

1400 113,5 100,4 1026,5 285,5 83,9 1609,8 1517 0,638 6,1

Таблица 1.

Результаты вычислений сведены в таблицу 1. Расхождение результатов является допустимым. Таким образом, рассмотренные в главе 2 гидродинамические модели приемлемы, поскольку их результаты использовались в данных вычислениях и дали хорошее совпадение с общепризнанными результатами. Кроме того, проведенные вычисления позволяют определять вклад отдельных составляющих в общий баланс гидравлических потерь в вихревом аппарате.

Окончательная обработка результатов экспериментов по изучению тепловых характеристик вихревой трубы осуществлялась в критериальном виде. В качестве основных параметров, характеризующего эффективность температурного разделения, предложено использовать критерии Эйлера, Эккерта и Прандтля. Величины Ее и Ей являются обобщенными параметрами, учитывающими как режимные, так и геометрические

характеристики вихревой трубы. В данном случае Рг( = /и, ■ Ср /Л(

турбулентное число Прандтля принято равным единице, что соответствует представлениям других исследователей, в частности, Лойцянского Л.Г., Шлихтинга Г., Райхардта Г. и др.

Так, число Эккерта вычислено по формуле: 2с Ы

Ее = —~т' (17)

Число Эйлера:

Ей = -

НО2

2АР (й>/?)2 • р'

(18)

Окончательная обработка результатов измерений проводилась ,в виде степенного соотношения

Ее = АЕи

(19)

В итоге найдено

Ес = 165Еи0,4 (20)

Соотношение (20) справедливо как для холодного АТХ так и для

нагретого АТГ потоков. При э т Ю, м], а число Эйлера менялось от 0,19 до 1,8.

Результаты экспериментов по изучению эффективности тепловых процессов низконапорной вихревой трубы в обобщенном виде по соотношению (20) представлены на рис. 6.

Рис. 6.

В соответствии с методикой, предложенной в главе был произведен расчет эксергетической эффективности процессов охлаждения, нагрева и очистки воздуха от пыли в соответствии с функционалом (7). Результаты расчетов графически представлены на рис. 7.

Как видно из представленного графика, основная часть энергии входного потока расходуется на осуществление эффекта термодинамического разделения на холодный и горячий. При этом следует заметить, что на процесс сепарации затрачивается незначительная его часть. Что, таким образом, объясняет незначительное влияние запыленности исходного потока воздуха на тепловые характеристики аппарата.

Рис. 7.

По результатам эксперимента предложена принципиальная схема комбинированной системы очистки, нагрева и охлаждения воздуха на базе вихревой трубы (КСОНО).

Расчет эксергетической эффективности КСОНО может быть проведен на основе соотношения (7). Так, вычислив по формуле (18) число Эйлера для входных параметров вихревой трубы, определяется число Эккерта по формуле (20), откуда находятся величины АТх И АТГ. Полученные значения определяют удельные тепловые характеристики и что дает возможность рассчитать эксергетические эффективности ,

по соотношению (7). Эксергетическая эффективность процесса

пылеулавливания вычисляется по соотношению (2). Количество

уловленной пыли связано со степенью сепарирования, которая в результате проведенных экспериментов была определена как

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе эксергетического анализа установлена возможность оценить эффективность тепловых процессов и процесса пылеулавливания в вихревой трубе низкого напора. Предложен безразмерный комплекс, обеспечивающий такую возможность.

2. Проведенные исследования показали, что вихревая труба может являться многоцелевым аппаратом, выполняющим в зависимости от возникающих технологических задач функции охлаждения, нагрева и пылеулавливания.

3. Экспериментально установлено, что эксергетическая эффективность процесса очистки воздуха от пыли существенно меньше аналогичных показателей тепловых процессов.

4. В результате анализа гидродинамики аппаратов с закрученным движением фаз предложено математическое описание закрученного потока,5 полученные расчетные соотношения позволяют оценить вклад отдельных составляющих в общие потери напора в вихревом аппарате, определено давление, которое необходимо создать на периферии закрученного потока, обеспечивающее перемещение частиц среды против действия центробежной силы.

5. Анализ устойчивости закрученного потока в различных зонах вихревого аппарата обосновал возможность возникновения приосевых вихревых структур, которые могут принимать участие в общем механизме перераспределения энергии.

6. Разработана комбинированная система охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли на базе вихревой трубы низкого напора.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях

1. Трошкин О.А., Тарасова Л.А., Шепелев П.С., Терехов М.А., Морозов А В. Газодинамическая неустойчивость в вихревых аппаратах.// Хим. и неф-тегаз. маш-е 2001, №8.

2. Янышев И.В., Касилович Н.В., Тарасова Л.А., Терехов М.А. Потеря напора в аппаратах вихревого типа.// Тезисы докладов Международной конференции и 5-го международного

симпозиума молодых ученых, аспирантов и студентов. М.: МГУИЭ,2001.С.306.

3. Тарасова Л.А., Терехов М.А. Математическое моделирование закрученного потока в пристенной зоне вихревого аппарата.// Сборник трудов Международной научной конференции ММТТ-16, Ростов-на-Дону, 2003. С. 63-64.

4. Тарасова Л.А., Терехов М.А., Орлов СВ. Определение параметров модели вихревого движения газа вдоль цилиндрической стенки. // Сборник трудов Международной научной конференции ММТТ-16, Ростов-на-Дону, 2003. С. 62 -63.

5. Тарасова Л.А., Терехов М.А., Трошкин О.А. Давление закрученного потока газа при движении к оси вращения. // Сборник трудов Международной конференции «Машиностроение и техносфера XXI века», Севастополь, 2003, т. 3. С. 183-185.

6. Тарасова Л.А., Терехов М.А. Расширение области применения вихревых труб. // Тезисы Международного симпозиума «Межрегиональные проблемы экологической безопасности», Сумы, 2003.

7. Тарасова Л.А., Терехов М.А. Гидравлическое сопротивление вытеснителя вихревого аппарата. // Сборник трудов Международной конференции «Машиностроение и техносфера XXI века», Севастополь, 2003, т. 3, С. 181 - 183.

8. Тарасова Л.А., Терехов М.А., Трошкин О.А. Комбинированная система очистки, нагрева и охлаждения воздуха. // Экология и промышленность России, октябрь, 2003. С. 18-19.

9. Тарасова Л.А., Терехов М.А., Трошкин О.А Расчет гидравлического сопротивления вихревого аппарата. // Хим. и нефтегаз. маш-е, №2,2004. С. 11 - 12.

10. Терехов М.А., Касилович Н.В., Морозов А.В. Разработка экспериментального стенда для исследования газодинамической неустойчивости в аппаратах вихревого типа // Тезисы научной конференции «Техника низких температур и экология», Москва, 2002.

11. Терехов М.А., Касилович Н.В., Морозов А.В. Разработка экспериментального стенда для исследования влияния запыленности газовых смесей на эффективность процессов температурного разделения газов в аппаратах вихревого типа // Тезисы научной конференции «Техника низких температур и экология», М.: МГУИЭ, 2002.

Подписано в печать «9» ноября 2004 г. Печать офсетная. Бумага 80 гр/м2 Формат 60 х 90/16. Объем 1,0 п.л Тираж 100 экз. Заказ № Оригинал подготовлен автором Отпечатано на множительной технике МГУИЭ 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4

»22 0 27

РНБ Русский фонд

2005-4 20907

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. Определение областей рационального применения вихревых труб. Постановка задач исследования.

1.1 Промышленное применение вихревых энергоразделителей.

1.2 Тенденции совершенствования вихревых труб.

1.3 Модели вихревого эффекта. Влияние свойств рабочего тела на термодинамическую эффективность процесса разделения.

1.4 Газодинамика закрученного потока в вихревой трубе. Параметры, определяющие эффект Ранка.

1.5 Выводы по главе и постановка задач исследования.

Глава II. Методика оценки эффективности и гидродинамика аппаратов с закрученным движением фаз.

2.1 Эксергетический анализ вихревой трубы.

2.2 Квалиметрический метод оценки эффективности применения вихревых труб.

2.3 Гидравлическое сопротивление вращающегося слоя газа.

2.4 Динамика закрученного потока в пристенной зоне цилиндрического аппарата.

2.5 Движение газа у поверхности выхлопного патрубка вихревого аппарата.

2.6 Газодинамическая неустойчивость в вихревых аппаратах.

2.7 Выводы.

Глава III. Экспериментальные исследования процесса температурного разделения газа в вихревой трубе.

3.1 Вихревая труба. Описание конструкции, объекты исследования.

3.2 Контрольно-измерительны® приборы, средства автоматизации и программное обеспечение экспериментального стенда.

3.3 Методика экспериментальных исследований и обработка опытных данных.

3.4 Определение основных характеристик вихревой трубы. Влияние начальных параметров на процесс разделения.

Глава IV. Влияние запыленности на процесс температурного разделения газа в аппаратах вихревого типа.

4.1 Сопоставление результатов анализа гидродинамики аппаратов с закрученным движением фаз.

4.2 Обобщение результатов экспериментов по исследованию характеристик вихревой трубы.

4.3 Определение влияния запыленности на процесс температрурного разделения газа в вихревой трубе.

4.4 Определение эффективности сочетания функций вихревого воздухоохладителя и сепаратора в одном аппарате.

Аппараты с закрученным движением фаз широко применяются в самых разнообразных технологических процессах, например, при центробежном разделении гетерогенных систем, газоочистке циклонами. Выделение твердой фазы из газового потока встречается в сушильной технике, при очистке технологических газов от твердых частиц, в порошковой технологии. Выделение мелкодисперсной твердой фазы, пыли из воздушного потока присутствует практически на каждом химическом предприятии для обеспечения надежной работы технологического оборудования.

Одной из разновидностей аппаратов с закрученным движением фаз являются вихревые трубы. Основным назначением вихревых труб до последнего времени было их использование в качестве источников тепла и холода. Их отличает простота конструкции, надежность работы, большой ресурс времени эксплуатации и, что особенно важно, легко осуществляемая смена теплового режима ведения процесса. Последнее обстоятельство особенно важно при, например, сушке некоторых микробиологических продуктов особенно чувствительных к перегреву. Процесс сушки таких материалов целесообразно вести в циклическом режиме, чередуя стадии нагревания и охлаждения. Такая периодическая смена условий легко достигается с помощью вихревых труб.

Вместе с тем, в химических технологиях существуют такие процессы, которые требуют одновременного нагрева (охлаждения) какой-либо гетерогенной системы и ее разделения на составляющие. Например, в производстве аммиачной селитры с твердыми наполнителями требуется отделить дисперсную фазу в системе пневмотранспорта наполнителя на грануляционную башню при одновременном форподогреве транспортирующего воздуха на ДТ=35°С в соответствии с технологическими условиями. Часто применение традиционных систем охлаждения, нагрева и очистки нежелательно или невозможно из-за габаритных, стоимостных, экологических ограничений, а также из-за недолговечности машин в этих условиях. Исключить перечисленные недостатки позволяет альтернативный путь - минимальное количество тепла и холода получать непосредственно в месте его использования. Эта энергосберегающая альтернатива доступна в тех случаях, когда есть возможность применить «точечные» вихревые генераторы, размещенные в объекте в соответствии с топографией тепловыделений в нем. При этом подобные устройства могут сочетать в себе функции вихревого энергоразделителя и сепаратора, являясь примером успешного придания аппарату бинарных функций.

В качестве такого аппарата могут использоваться, в частности, вихревые трубы, поскольку в них возможно одновременное осуществление нескольких процессов - нагревание, охлаждение и очистка потока газа от пыли. Реализация этих процессов в одном аппарате позволяет упростить конструкцию установки, и, таким образом, добиться существенного снижения затрат на энергопотребление, реализацию и обслуживание.

В связи с изложенным в условиях, когда одним из магистральных направлений развития соверменной техники является разработка энергосберегающих технологий, машин и аппаратов, исследование условий и возможностей многоцелевого использвания вихревых труб становиться особо актуальным.

Целью данной работы является выявление возможностей и рациональных областей использования вихревой трубы в качестве многоцелевого аппарата, выполняющего функции охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли и оценка эффективности как каждого из этих процессов, так и вихревой трубы в целом.

Научная новизна работы заключается в том, что

• На основе эксергетического анализа процессов охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли предложен безразмерный комплекс, позволяющий оценить эксергетическую эффективность каждого из них.

• Предложено математическое описание закрученного потока, получены расчетные соотношения для оценки гидравлических потерь у стенки аппарата и у стенки приосевого вытеснителя.

• Определено давление, которое необходимо создать на периферии закрученного потока, обеспечивающее перемещение частиц среды против действия центробежной силы.

• На основе анализа устойчивости закрученного потока в различных зонах вихревого аппарата показано, что одним из факторов температурного разделения газа на нагретый и холодный может являться возникновение в приосевой области вихревых контуров.

• Установлено, что эксергетическая эффективность процесса улавливания пыли в вихревой трубе существенно меньше эксергетческой эффективности температурных процессов.

Практическая ценность показано, что вихревая труба может являться многоцелевым аппаратом, выполняющим в зависимости от технологических задач функции охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли; установлено, что в технологических процессах, не требующих глубоко охлаждения, могут использоваться вихревые трубы низкого напора, что снижает требования к компримирующим газ агрегатам аппарата; разработана методика гидравлического расчета вихревых аппаратов, позволяющая определить вклад отдельных составляющих в общий баланс гидравлических потерь и, следовательно, осуществить выбор аппарата на стадии проектирования; на основе проведенных исследований разработана комбинированная система охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли на базе вихревой трубы низкого напора.

Результаты диссертации приняты к внедрению ЗАО «ЦНТУ РИНВО».

Обоснованность основных научных результатов определяется тем, что они опираются на классические представления теории газодинамики, теории вихревых аппаратов и теории регрессионного анализа.

Достоверность полученных научных результатов подтверждается использованием при проведении эксперимента современных контрольно-измерительных приборов, средств измерения и ЭВМ, данными сравнительных экспериментальных исследований низконапорной вихревой трубы и результатами исследований, проведенными другими авторами, хорошей сходимостью расчетных и опытных значений. Апробация работы

Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции и 5-ом международном симпозиуме молодых ученых, аспирантов и студентов.(Москва, 2001 г.); научной конференции «Техника низких температур и экология» (Москва,2002); Международной научной конференции "Математические методы и технологии» (Ростов-на-Дону, 2003 г.); Международной конференции Машиностроение и техносфера XXI века (Севастополь, 2003 г.); Международном симпозиуме "Межрегиональные проблемы экологической безопасности» (Сумы, 2003 г.). Публикации

По теме диссертации опубликовано 11 работ в научных изданиях. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов по работе и приложений. Содержание диссертационной работы изложено на 139 страницах машинописного текста, содержит рисунков 34,10 таблиц и список использованных источников литературы, включающий 90 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ На основе эксергетического анализа установлена возможность оценить эффективность тепловых процессов и процесса пылеулавливания в вихревой трубе низкого напора. Предложен безразмерный комплекс, обеспечивающий такую возможность. Проведенные исследования показали, что вихревая труба может являться многоцелевым аппаратом, выполняющим в зависимости от возникающих технологических задач функции охлаждения, нагрева и пылеулавливания.

Экспериментально установлено, что эксергетическая эффективность процесса очистки воздуха от пыли существенно меньше аналогичных показателей тепловых процессов.

В результате анализа гидродинамики аппаратов с закрученным движением фаз предложено математическое описание закрученного потока, полученые расчетные соотношения позволяют оценить вклад отдельных составляющих в общие потери напора в вихревом аппарате, определено давление, которое необходимо создать на периферии закрученного потока, обеспечивающее перемещение частиц среды против действия центробежной силы. Анализ устойчивости закрученного потока в различных зонах вихревого аппарата обосновал возможность возникновения приосевых вихревых структур, которые могут принимать участие в общем механизме перераспределения энергии.

Разработана комбинированная система охлаждения, нагрева, очистки воздуха от пыли на базе вихревой трубы низкого напора.

Условные обозначения. а - угол конусности патрубков вихревой трубы, град;

8 - толщина пограничного слоя, м; г) - коэффициент полезного действия; - динамический коэффициент вязкости, Па с; v - кинематический коэффициент вязкости, м2/с; р - плотность, кг/м3; х - касательное напряжение; со - угловая скорость, //с;

4 - коэффициент гидравлического сопротивления; д - изменение параметра; D (R) - диаметр (радиус) трубы, л/;

Е - эксергия, Дж/с\ 2

- площадь, м ;

G - массовый расход, кг/с; Н - высота, м\

К - интегральный показатель качества, кВт ч/руб.; L - работа, Дж; т - относительная доля холодного потока; М - масса, кг; Р - давление, Па; q - удельная холодопроизводительность, Дж/кг; 2

О - объемный расход, м '/с; Г - температура, К; v - скорость, м/с;

W- часовые энергозатраты, кВт-ч/час; z - концентрация, кг/м3;

2с AT w Ее = —~~ - число Эккерта;

Eu =--z--число Эйлера; caRy-p p(c

Pr, = —— - турбулентное число Прандтля; К

Re - число Рейнольдса;

Индексы г - нагретый поток воздуха; с - сжатый поток воздуха; х - охлажденный поток воздуха; <р - тангенциальная составляющая; t - турбулентность; г - радиальная составляющая; z - осевая составляющая; max - максимальное значение; min - минимальное значение;

1. Азаров А.И. Промышленное применение гаммы вихревых охладителей// Вихревой эффект и его применение в технике. Самара: СГАИ, 1993. С. 7579.

2. Азаров А.И. Промышленное применение многоцелевых вихревых воздухоохладителей//Химическое и нефтегазовое машиностроение. М.1999. N7. С.29-31.

3. Азаров А.И. Характеристики вихревой трубы с рециркулирующим горячим потоком. В кн.: Холодильная техника и технология. Киев: 1974, № 18, с. 48-52

4. Алексеев В.П., Азаров А.И., Дроздов А.Ф. и др. Новая вихревая техника для средств охраны труда//Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев: КуАИ, 1984. С.104-111.

5. Алексеенко С .В., Шторк С .В. Экспериментальное наблюдение взаимодействия вихревых нитей.// Письма в ЖЭТФ, 1994, т. 59, вып. 11, С. 746-750.

6. Бабакин Б.С., Стефанчук В.И., Ковтунов Е.Е. Альтернативные хладагетны и сервис холодильных систем на их основе. М.: Колос, 2000 г.

7. Бабенко В.Е., Ойгенблик А.А., Назаров В.П. Об учете распределения частиц по временам пребывания в аппарате при расчете непрерывных процессов сушки сыпучих материалов. // ТОХТ, т.8, № 3, 1974.

8. Биргер М.И., Вальдберг А.Ю. Мягков Б.И. и др. Справочник по пылеулавливанию / Под общ. ред. А.А. Русанова. М.: Энергоатомиздат, 1983.-312 с.

9. Бобров Д.А., Кисиленко Н.А. Автоматизированная система анализа иоптимизации химико-технологических объектов. // ТОХТ, т. 28, № 5, 1994 г.

10. Бобров Д.А., Налетов А.Ю., Шумакова О.П. Основы анализа и оптимизации энерготехнологических процессов химической технологии.М.: МИТХТ,1985 г.

11. Борде И.И. Эксергетический анализ тепло- и массообменных установок. Рига : РПИ, 1970,42.

12. Бродянский В.М. Термодинамический анализ процессов сжижения газов, h И.Ф.Ж., 1963 г., № 7, с. 36-42.

13. Бродянский В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа. М. Энергия 1973.

14. Бродянский В.М., В. Фратшер, К. Михалеск. Эксергетический метод и его приложения. Энергоатомиздат, 1988 г.

15. Бродянский В.М., Сорин М.В. Принципы определения КПД технических систем преобразования энергии и вещества. // Изв. вузов. Сер. Энергетика., 1985 г., № 1, с. 60-6585.

16. Брянский А.В., Воробьев И.И., Чижиков Ю.В. Исследование температурно-влажностных характеристик вихревой трубы // Вихревой эффект и его применение в технике: Труды V Всесоюзной науч. тех. конф. Куйбышев, - 1988. -С. 9-12.

17. Вихревой эффект и его применение в технике. Материалы II Всесоюзной науч.-тех. Конференции. Куйбышев: КуАИ, 1976. 273 с.

18. Вихревой эффект и его промышленное применение. Материалы III Всесоюзной науч.-тех. конференции. Куйбышев: КуАИ, 1981г. 443 с.

19. Воронин В.Г., Иванов С.В., Чижиков Ю.В. Исследование характеристик вихревой трубы при работе на газожидкостной смеси // Вихревой эффект и его промышленное применение: Труды III Всесоюзной науч. тех. конф. Куйбышев, -1981. -С.84-88.

20. Воронини В.Г. Чижиков Ю.В. Инженерный метод расчета вихревых труб для систем термостабилизации РЭА//Вопросы радиоэлектроники. Серия.

21. Тепловые режимы, термостатирование и охлаждение радиоэлектронной аппаратур,-1976.-№3.C63-68.

22. Глущенко В.М., Воронский Ю.Л. Влияние вихревого эффекта на тепломассобмен в генераторе термомеханических аэрозолей. // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев, 1984. - С.203-208

23. Голыптик М.А. Вихревые потоки. Новосибирск: Наука, 1981.

24. Гуцол А.Ф. Эффект Ранка. Успехи физических наук, 1997, т. 167, №6, с.665-687

25. Дружинин А.Н., Лайнский A.M., Нигодюк В.Е. Рыжков В.В. Исследование турбулентной структуры закрученного потока в вихревом газогенераторе h Вихревой эффект и его промышленное применение. Куйбышев, 1981. -С. 379-383.

26. Евенко В.И. Эксергетическая оценка термодинамического совершенства компрессоров. // Теплоэнергетика, 1997 г., № 3.

27. Есин М.В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. "Обработка интерференционных картин и оптических изображений компьютерными методами в лазерной диагностике потоков". М.: ВНИИОФИ, 2001.

28. Есин М.В. Применение цифровой фильтрации изображений в визуализации потоков // "ОМПИ-99". Тез. докл. М.: Издательство МЭИ, 1999. С. 117-118.

29. Жирнов А.А., Горелов Г.И. Применение профилированных вихревых камер для построения термохимических реакторов // Вихревой эффект и его промышленное применение. Куйбышев, 1981. - С. 367-370.

30. Иванков Н.А., Кисилев Д.С. Об обработке питателя порошка для пылеуловителей // Пути совершенствования, интенсификации и повышения надежности аппаратов в основной химии : Тезисы докладов Всесоюз. науч-тех. совещ. М., 1980. - С. 69-70.

31. Испытание обеспыливающих вентиляционных установок: Интсруктивно-методологические материалы. -JL: ЛИОТ, 1971. -165 с.

32. Ишкин И.П. Бродянский В.М. Термодинамический анализ низкотемпературных процессов. // Ж.Т.Ф., 1952 г., т. 22.

33. Коллинз Р.Л., Лавлейс Р.Б. Экспериментальное исследование течения парожидкостной смеси пропана через вихревую трубу Ранка Хилша / Пер. с англ. - Теплопередача, 1979, т.101, № 2, с.131-138.

34. Костеко Т.Н. Термодинамически объективная оценка эффективности тепловых процессов. // Промышленная теплотехника. 1983 г., т. 5, № 4.

35. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчительных материалов. Л.: Химия, 1971. - 280 с.

36. Коузов П. А., Скрябина Л .Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л. : Химия, 1983. - 143 с.

37. Кузьмин В.В., Пустовойт Ю.А., Фафурин А.В. Экспериментальное определение пристеночного трения при движении закрученного потока в цилиндрическом канале // Вихревой эффект и его промышленное применение. Куйбышев, 1976.-С. 183 - 186.

38. Кузнецов В.И. Вихревая труба с вращающейся камерой энергетического разделения // Изв. Вузов. Машиностроение.-1988.№ 2 с. 67-72.

39. Кузнецов В.И. Основа эффекта Ранка вязкость /ОмПИ. - Омск, 1987. - 15 с. - Доп. в ВНИТИ 06.02.87, № 865-В87.

40. Кузнецов В.И. Процесс энергообмена в вихревой трубе и способы повышения её эффективности / ОмПИ, Омск, 1986, с.5.

41. Кузнецов В.И. Управление параметрами вихревого эффекта вращением камеры энергетического разделения / ОмПи, Омск, 1987 - с.9.

42. Кутателадзе С.С., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках, Новосибирск, 1987,282 с.

43. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассобмен и трение в турбулентном пограничном слое. -М: Энергоатомиздат, 1985. С. 318.

44. Лейтес И.Л., Соснина М.Х., Семёнов В.П. Теория и практика химической энерготехнологии. М.: Химия, 1988 г., 238 с.

45. Летягин В.Г., Щукин В.К., Халатов А.А., Кожевников А.В. Гидравлическое сопротивление при течении закрученного потока в длинных трубах // Вихревой эффект и его применение в технике. -Куйбышев, 1976. С. 203 - 209.

46. Липатов Г.Н. О поперечной миграции одиночных частиц в ламинарном газовом потоке. //Изв. АНСССР. Механика жидкости и газа, №3, 1979, С.156.

47. Лукьянов В.И. Исследование закономерностей течения и тепломассобмена в закрученного потока воздуха в кольцевом канале // Вихревой эффект и его промышленное применение. Куйбышев, 1981. - С. 299 - 303.

48. Лукьянов В.И., Алимов Р.З. Исследование теплоотдачи от стрежня, расположенного в приосевой зоне закрученного потока трубах // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев, 1976. - С. 199 - 203.

49. Любимов Д.В., Тарунин Е.Л., Ямшинина Ю.А. Теоретическая модель эффекта Ранка-Хилша. Пермь: Пермский университет//научный журнал "Математика". №1, 1994, с. 162-177.

50. Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба? М. Энергия, 1976. 152 с.

51. Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. М.: Машиностроение, 1969. 184 с.

52. Метенин В.И., Савельев С.Н. Исследование аэродинамики конических вихревых труб. Труды ЛТИ, 1980, № 2, с. 108-114.

53. Некоторые вопросы исследования вихревого эффекта и его промышленного применения. Материалы I Всесоюзной науч.-тех. конференции. Куйбышев: КуАИ, 1974. 276 с.

54. Ниязов В.Я., Мыльцев Л.П. О влиянии закрутки потока на работу сверхзвукового сопла // Некоторые вопросы исследования вихревого эффекта и его промышленного применения. Куйбышев, 1974. - С. 150 -154.

55. Осипенко Ю.И. Исследование тепломассобменных аппаратов с комбинированной закруткой потока применительно к системам охлаждения энергетического оборудования : Автореф. дис. к.т.н. Киев, 1982.- 18 с.

56. Петров С.П. Экспериментальное исследование смешения коаксиальных закрученных потоков в цилиндрическом кольцевом канале // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев, 1984. - С. 228 - 232.

57. Плотников В.А., Тарасова JI.A., Трошкин О.А. Газодинамика вихревой трубы // ТОХТ, т. 36, №2, 2002, С.358-362.

58. Плотников В.А., Трошкин О.А. Приближенная модель вихревого потока, ограниченного проницаемыми стенками. // Теор. основы хим. технол. 1988.Т.22. № 5. С.703.

59. Плотников В.А., Трошкин О.А., Калекин B.C. Газодинамическая модель вихревого эффекта // Хим. и нефтегазовое машиностроение. 1999. №2. С.З.

60. Резник В.Е., Горелов Г.М., Данильченко В.П., Александров А.А. Исследование теплоотдачи в трубах с пристенными осевыми вихрями канале // Вихревой эффект и его применение в технике. Куйбышев, 1984. - С. 239 - 242.

61. Савельев С.Н., Бобров В.В. Экспериментальные исследования конических вихревых труб. В кн.: Тезисы докладов областной научно-техн. Конференции. Куйбышев: КПтИ, 1977, с. 104-106.

62. Сажин Б.С., Булеков А.П., Сажин В.Б. Эксергетический анализ работы промышленных установок. М., 2000 г.

63. Сажин Б.С., Лукачевский Б.П., Джунибеков М.Ш., Гудим Л.И., Коротченко С.И. Моделирование движения газа в аппаратах со встречными закрученными потоками./ ТОХТ, XIX, № 5, 1985.

64. Сажин Б.С., Лукачевский Б.П., Джунибеков М.Ш., Гудим Л.И., Коротчеико С.И. Моделирование движения газа в аппаратах со встречными закрученными потоками./ ТОХТ, XIX, № 5, 1985.

65. Современное состояние и возможности применения вихревых труб в холодильной технике и в системах кондиционирования / Г.Н. Бобриков, А.А. Поляков, А.П. Лепявко и др. Холодильное машиностроение. Серия ХМ-7. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1981. 52 с.

66. Сорин В.М., Бродянский В.М. Методика однозначного определения энергетического КПД технических систем преобразования энергии и вещества. // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1985, № 3, с. 76-88.

67. Суслов А.Д., Воробьев И.И., Чижиков Ю.В. Исследование процесса термовлажностной обработки воздуха в вихревой трубе // Известия вузов. Машиностроение, 1990. -№ 6. -С.35-41.

68. Суслов А.Д., Иванов С.В.,Мурашкин А.В.,Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты, М., Машиностроение, 1985.

69. Такахама X., Иокосава X., Энергетическое разделение потоков в вихревой трубе с диффузорной камерой.// Теплопередача, № 2, с. 10, 1981

70. Трошкин О.А. Некоторые закономерности течения вязкой жидкости в поле действия центробежной силы. / ТОХТ, X, № 5, 1976.

71. Трошкин О.А.О проскальзывании жидкости в роторе распылителя // ТОХТ, VIII, № 2, с. 303, 1974.

72. Трошкин О.А., Плотников В.А. Исследование устойчивости вращающегося потока жидкости.// Теор. основы хим.технол.1980. Т. XIV, № 5. С.745.

73. Трошкин О.А., Тарасова Л.А. Техническая гидромеханика, М.: МГУИЭ, 2001.

74. Цыплин С.В., Бобров Д.А. Термоэкономическая оптимизация тепловых энерготехнологических систем. В кн. «Методы кибернетики химико-технологических процессов». М., 1984

75. Чижиков Ю.В. О зависимости величины эффекта Ранка от физическойприроды рабочего тела // Известия РАН. Энергетика, -1997. -№2,-С.130-133

76. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974.

77. ШтербачекЗ., Тауск И. Перемешивание в химической промышленности. JL: Госхимиздат, 1963.

78. Литовский Е.И. // Пром. Энергетика, 1985, № 1.

79. Alekseev V.P., Azaroff A.I. Development, investigation and application of non-adiabatic vortex tubes (B2.41)//14 Int.Congr. ofRefrig.- Moscow, 1978,Vol. II. P. 997-1004.

80. Azarov A. Multi-Purpose Vortex Air Coolers: Market Sektors and Prospects of Development//Third International Workshop Russian Technologies for Industrial Applications. Book of abstracts: St.Petersburg State Technical University Publishers, 1999. P.57

81. Azarov A. Qualimetric method of comparison of refrigerating systems according to the totality of their technological and operational haracteristics//Int.Conf. Resources saving in food industry. St.Petersburg, 1998. P. 143-144.

82. Canny J.F. A computational approach to edge detection // IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelegence, 1986. 8:679-698.

83. Kenney W.F. Energy conservation in the process industries. New York Acadimg Press. 1984

84. Kuibin P.A., Okulov V.L. Self-induced motion and asymptotic expansion in the vicinity of a helical vortex filament, Phys. Fluids, 1998, vol. 10, no. 3, p. 607614.

85. Ruck В., Pavlovski B. Laser Tomography for Flow Structures Analyses // High Temperature. 2000. Vol. 38, № 1. P. 106-117.

86. Singh M., Narayankhedlkar K.G. Personal cooling belt.-Revue Internationale du Froid, 1982, v.5, N 5, p.314-315.

87. Yesin M., Rinkevichius В., Tolkachev A. Unsteady 3D Flow Visualization With Laser Tomography // CD Rom Proc. of The Millenium 9th Int. Symp. on Flow Visualization. Edinburgh, 2000. Paper № 329.

88. Yesin M.V., Rinkevichius B.S., Tolkachev A.V. 3D Images Reconstruction of the Objects with Indistinet Boundaries. Accepted to the Seventh International Symposium on Laser Metrology 9-13 September 2002, Novosibirsk, Russia.

89. Yesin M.V., Rinkevichius B.S., Tolkachev A.V. 3D visualization of the unsteady flows and vortexes // Laser Anemometry Advances and Aplications. Limerick, Ireland, 2001. P. 317-325.