автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Эксергетический анализ сушильного и пылеулавливающего оборудования в отделочном производстве

На правах рукописи

1 0 ФЕВ

Орешкина Екатерина Владимировна

у

УДК 66.011.3:536.722:536.755:621.6

ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СУШИЛЬНОГО И 1ЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ В ОТДЕЛОЧНОМ

ПРОИЗВОДСТВЕ.

Специальность 05.17.08 Процессы и аппараты химической технологии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997

Работа выполнена в Московской государственной текстильной акаде имени А. Н. Косыгина

Научный руководитель:

академик МАНЭБ, РИА, МИА, заслуженный деятель науки и техники доктор технических наук, профессор Сажин Борис Степанович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Фокин Александр Павлович, доктор технических наук, профессор Меньшиков Владимир Викторови1

Ведущая организация: Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения

Защита состоится хР " ¿Ж-^&у^ 1998 г. в

часов на заседа]

диссертационного совета К/ 053.25.06 в Московской государствен! текстильной академии имени А. Н. Косыгина по адресу: 117918, Мое! Малая Калужская улица, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТА им. А. Н. Косыгин

Автореферат разослан _19^г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Кошелева М. К.

к. т. н., доцент <Г

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Современное текстильное предприятие является сложным энергоемким хозяйством, в котором используются различные вещества и сырье на их основе. На долю оборудования этого производства приходится до 80% всей тепловой энергии, затрачиваемой на производство тканей. Нерациональное ее использование приводит к неоправданным энергозатратам и тепловому загрязнению биосферы. Указанные выбросы содержат также механические и химические включения, отрицательно влияющие на окружающую среду и обслуживающий персонал. Так, при обработке 1 млн. м2 тканей выбрасывается до 3 млн. м3 паровоздушной смеси с температурой 70°С и выше, содержащей в себе также продукты возгонки высокомолекулярных соединений, смолы и другие химические элементы. Все это неблагоприятно сказывается на технологических и экономических показателях работы оборудования отделочного производства.

Улучшение указанной ситуации связано с разработкой мероприятий, направленных на снижение и исключение тепловых и пылевых выбросов на предприятиях отделочного производства. Решение этой задачи возможно на основе объективной оценки эффективности использования подведенных к технологическому оборудованию энергоресурсов различной природы. Традиционные методы и оценки, получаемые на основе теплового баланса оборудования, позволяют лишь частично проанализировать степень использования тепловых источников энергии. Требуемые же объективные эценки могут получены на основе эксергетического метода термодинамического анализа. Однако его применение требует наличия соответствующих методик и расчетных соотношений, учитывающих специфические особенности технологии и аппаратуры отделочного троизводства. До настоящего времени таковые отсутствовали. Аналогичная ситуация сложилась и в области пылеочистки. В настоящее время разработано достаточное количество высокоэффективных сепараторов шличных конструкций, позволяющих решить задачу оздоровления жружающей среды. Однако выбор конструкции такого устройства для сонкретной установки связан с необходимостью расчета показателя этого шпарата, учитывающего одновременно энергетические и технологические :го характеристики. В этом случае удается совместить технологический и «ергетический оптимум сепаратора. Получение такого показателя также юзможно на основе эксергетического анализа.

Изложенное показывает, что исследования, направленные на >азработку методов и мероприятий по повышению эффективности работы ехнологического оборудования отделочного производства на основе

эксергетического анализа являются актуальными, так как позволяют снизить энергозатраты и оздоровить окружающую экологическук обстановку в технологии отделочного производства. Указанны« исследования и явились темой данной работы. При этом в качестве объект« исследований выбраны процессы сушки и сепарации как наиболее энергоемкие и неблагополучные в экологическом аспекте операции I отделочном производстве.

Цель работы заключалась в разработке на основе эксергетическогс анализа методов расчета сушильного и пылеулавливающего оборудования а также технических решений, направленных на снижение эксергетическю затрат и оздоровление окружающей среды в указанных установка?! отделочного производства. Поставленная цель достигается путем:

• разработки методик эксергетического анализа сушильных установок, позволяющих на их основе выбрать и рассчитать показатели характеризующие степень использования в них эксергетическогс потенциала энергоносителей;

• анализа эффективности использования подведенной энергии в типовых промышленных сушильных установках отделочного производства и выявления внутренних резервов, позволяющих снизить в них энергозатраты;

• составления математических моделей и соответствующих им алгоритмов расчета технологических параметров процесса сушки и теплообмена, соответствующих минимальным эксергетическим затратам на реализацию указанных процессов;

• исследования процесса сепарации твердой, фазы из газового потока для выявления на основе эксергетической концепции процесса комплексного количественного критерия и способа его расчета, учитывающего энергетические характеристики процесса;

• поиска технических решений, обеспечивающих снижение затрат в теплоиспользующих установках отделочного производства за счет резервов, выявленных в процессе эксергетического анализа их работы.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• Разработаны методики анализа сушильных установок, позволяющие получить объективную оценку степени использования всех подведенных в установку энергетических ресурсов и выявить потенциальные источники дополнительной энергии.

• Предложены математическая модель и алгоритм расчета процесса сепарации твердой фазы из закрученного газового потока. В качестве интегрального показателя процесса используются приведенные эксергетические затраты, позволяющие проводить сопоставление сепараторов с учетом их энергоемкости.

• Разработан алгоритм расчета оптимальных, с точки зрения эксергетических затрат, параметров сушильного агента в конвективных сушилках. Основой алгоритма являются уравнения материального и эксергетического балансов конвективной сушилки применительно к тканям.

• Систематизированы и обобщены результаты исследований по применению эксергетического метода термодинамического анализа применительно к тепловым процессам.

Практическая ценность и реализация результатов работы в промышленности:

• На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложены инженерные методики анализа и расчета показателей эффективности работы сушильного оборудования, характеризующих степень использования подведенных в них энергоресурсов. Указанные методики позволяют выявить пути и способы снижения энергоемкости сушильных установок.

• Получена объективная оценка эффективное™ использования подведенных энергоресурсов в типовых сушильных установках отделочного производства. Указанные оценки являются базой для разработки рекомендаций по модернизации сушильных установок, теплообменников и тепловых сетей в цехах отделочного производства, которые позволяют снизить их энергоемкость.

в Результаты проведенных исследований легли в основу технических проектов по модернизации сушильных и газоочистных установок на ряде промышленных предприятий, в том числе текстильных, г. Иваново, Джержинска.

Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации основывается на применении современного математического аппарата в теоретической части работы, использовании результатов обследования работы промышленного оборудования и корректных методов их обработки, а также соответствием' результатов теоретических расчетов экспериментальным исследованиям.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации докладывались на Всероссийской научной конференции ''Энергоресурсосбережение и экология,в текстильной промышленности" ^Москва, 1994 г.), на Международной конференции молодых ученых по нимии и химической технологии "МКХТ-96" и "МКХТ-97" (Москва, 1996, 1997 г.г.), на конференциях "Математические методы в химии и химической технологии" (Тверь, 1995г., Тула, 1996г., Новомосковск, 1997г.), на ежегодной научно-технической конференции МГТА (1995, 1996, 1997 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 статей.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы (11' наименований) и приложения. Общий объем диссертации -186 страниц, i том числе 172 страницы основного текста, 32 рисунка, 10 таблиц, V страниц приложений.

Содержание диссертационной работы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определена цель исследования, отмечены научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе анализируются результаты исследований по тематике работы, опубликованные в научной литературе. На этой основе формулируются задачи исследования, решение которых связано с достижением поставленной цели.

Обзор работ в области эксергетического метода термодинамического анализа показывает перспективность его использования для изучения наиболее энергоемких в отделочном производстве тепловых процессов (сушка тканей, рекуперация тепла в теплообменниках и утилизаторах). В этом случае предоставляется возможность оценить эффективность процесса на основе учета степени использования энергетического потенциала всех участвующих в процессе материальных потоков. Кроме того, оптимизация процесса может осуществляться за счет поиска соответствующих технологических параметров, минимизирующих функционал эксергетических затрат, отражающий и эксергию потенциально возможных источников энергии в установке. В связи с этим разработка инженерных методик эксергетического анализа работы теплоиспользующих установок применительно к отделочному производству (как самому энергоемкому в текстильной технологии) представляется необходимым и актуальным.

Во второй главе приводятся результаты теоретических исследований по теме диссертационной работы. Применительно к процессу сушки разработана методика расчета показателей эффективности работы сушильной установки на основе ее эксергетического баланса. На рис. 1 представлена эксергетическая диаграмма сушильной установки, определяющая структуру типовой конвективной сушилки для тканей. Показатели, расчет которых основан на анализе взаимодействия эксергетических потоков, представленных на диаграмме, позволяют отразить влияние на эффективность работы установки таких факторов как смещение паров удаляемой влаги с сушильным агентом, трение взаимодействующих материальных потоков, внутренний и внешний тепломассообмен. В традиционных методах расчета процессов сушки, основанных на тепловых характеристиках процесса, указанные факторы не

находят своего отражения. Их учет возможен с помощью приведенных в работе показателей, вид и структура которых вытекает из представленной эксергетической диаграммы. Расчетные соотношения, необходимые для количественной оценки эксергетических потоков и предложенных критериев для оценки работы сушильных установок, приведены в работе.

Составление эксергетического баланса сушильной установки и расчет на его основе интегральных показателей эффективности ее работы (наиболее доступными среди них является эксергетический КПД) является первым этапом в предложенном методе расчета сушильных установок. На втором этапе в рамках неизменных конструктивных характеристик установки и технологических параметров большинства материальных потоков проводится поиск параметров энергоносителя, являющегося основным источником эксергии, которые обеспечивают получение конечного продукта с требуемыми показателями при минимальных эксергетических затратах. Выбор указанных параметров производится с помощью функционала, выражение для которого получено на основе кинетических уравнений процесса сушки. Процесс сушки ткани в работе описывается уравнениями:

ОЛК, -<) = /? К',) (2)

В типовых конвективных сушилках в качестве сушильного агента используется воздух окружающей среды. Рассматривая его как смесь абсолютно сухого воздуха и пара и используя закон аддитивности при определении его теплофизических характеристик, кинетические уравнения (1) и (2) преобразуются к виду.

К ~ К = V + № - IX-*,?, - )] (3) = (4)

где И, Ье, £ -безразмерные комплексные параметры процесса, определяемые по формулам:

Ы = = (5)

О, а О,.

Используя эксергетическую температурную функцию те, в работе получено расчетное соотношение, определяющее эксергию сушильного агента на выходе из установки в виде:

8™ Гс.Л1 Те.м г е.г Г е п.

Соотношение (б) является функционалом, .позволяющим при фиксированных термодинамических параметрах материала проводить поиск параметров сушильного агента, минимизирующих эксергию сушильного агента на выходе из установки. Учитывая, что с уменьшением эксергии сушильного агента на выходе увеличивается доля его эксергии, непосредственно используемая на удаление влаги из материала, представленный функционал является основой для оптимизации работы сушильной установки при использовании в качестве управляющих воздействий параметров сушильного агента. При известной стоимости единицы энергии, в общем случае различной для материала и сушильного агента, суммарные удельные затраты в стоимостном выражении на процесс сушки оцениваются по уравнению:

Зуй=Ь,(е'г-ре?)+Ъм(;е'м-е») (7)

Удельные затраты, как следует из предложенного в работе функционала, зависят от термодинамических параметров (в частности и температуры) взаимодействующих фаз. В общем случае оптимальные параметры процесса определяются на основе уравнения (7) итерационным методом, процедура которого представлена в работе.

Предложенная методика оценки эффективности работы сушильной установки на основе ее эксергетического баланса может быть адаптирована и к другим типам сушилок. В частности, в работе показано, что в установках с кондуктивным подводом тепла (барабанные сушильные установки) воздух выполняет роль главным образом транспортирующего влагу агента, что отражается как на кинетических коэффициентах процесса, так и на структуре выражений, определяющих движущую силу процессов тепломассообмена. Таким же образом в работе учтены особенности работы сушильных установок с сопловым обдувом'тканей.

Составной частью методики оценки совершенства работы сушильных установок на основе эксергетического баланса является алгоритм расчета вспомогательной теплообменной аппаратуры, входящей в ее состав и оказывающей влияние на интегральные показатели ее работы. К этому оборудованию относятся различного рода теплообменники и утилизаторы, использующие эксергию материальных потоков, уходящих из установки.

Для теплообменной аппаратуры рекуперативного типа получено расчетное соотношение, определяющее.эксергетические потери в нем в зависимости от параметров теплоносителей. Оно представлено в виде:

А Ев ^ 1п-Г [ д. + 1п« ] (8)

Д <ср у А 'ер

Р -

^ / -1 е

Т

где С;, С], 7] —Т2 - Р, а = - параметры энергоносителя, а

А Т,

A tcv, с, у = -—- характеристики, определяющие движущую силу А 72

процесса. -

Температурные характеристики теплоносителя, соответствующие минимуму Д Е", определяют оптимальную, с точки зрения эксергегических затрат, область работы теплообменного устройства.

Учитывая, что темой исследования являлись также вопросы экологии, связанные с защитой окружающей среды от вредных примесей, содержащихся в газовых потоках на выходе из технологических установок, во второй главе приведены также результаты исследований, посвященных оценке работы сепарационных устройств центробежного типа. Среди аппаратов этого типа в последнее время получили широкое распространение пылеуловители ВЗП, отличающиеся высокой эффективностью и надежностью. В работе представлен численный метод расчета эффективности пылеуловителя ВЗП, основанный на статистической модели процесса центробежной сепарации. В соответствии с предложенной моделью процесс сепарации твердой фазы из газового потока в центробежном поле описывается дифференциальными уравнениями второго порядка в частных производных относительно искомой функции распределения f{r,г) твердой фазы в объеме аппарата. Дополненное соответствующими начальными и граничными условиями это уравнение составляет краевую задачу, решение которой позволяет получить количественную оценку эффективности аппарата, а именно массу уловленных твердых частиц.

В общем случае эта краевая задача применительно к типовой конструкции аппарата ВЗП может быть представлена в виде: ■

^ + = 0 (9)

от дг дг

/и = /0(о (10)

(a0f + ß0~~)

д г

= 0 (11) ,

r=rO

= 0 (12)

г=Д

где (р (г), /0(г)- известные функции, определяемые физико-химическими свойствами разделяемой смеси и конструктивными особенностями газоподводящих устройств; А- параметр (Л>0), определяющий интенсивность случайных воздействий на разделяемую смесь, обусловленных как внешними факторами, так и внутренними (пульсациями скоростей несущей фазы, стеснением движением частиц); а 0, а t, ß п, ß константы, определяющие характерные особенности граничных условий на стенках аппарата.

Решение сформулированной краевой задачи (9-12) ищется в координатной сетке г - г. Для этого в прямоугольнике G {0 < г < Г, r0 < г < R) строится двумерная сетка с шагами г и h (по временной и пространственной координатам соответственно). В работе приведена разностная схема численного алгоритма, которая имеет первый порядок точности по г, второй по г и абсолютно монотонна и устойчива. Разработанный численный метод доведен до рабочей программы в среде Delphi.

Второй важнейшей характеристикой пылеуловителя ВЗП является показатель, определяющий эксергетические затраты, связанные с его работой в технологической линии. Для его оценки в работе предложено соотношение:

£ = (l-7)G + £/?r0in(l + ^) / = Ü (13)

,=i ■ Р

где г]- технологический КПД аппарата, характеризующий долю улавливаемой твердой фазы, G- производительность по улавливаемому продукту, А рг потери давления по каналам пылеуловителя.

При подаче запыленного газа в оба канала его гидравлическое сопротивление определяется по аддитивному закону.

А = (14)

где С, - коэффициент гидравлического сопротивления аппарата при подаче

газа только /-ому каналу, 1¥1 - условные средние скорости газа при подаче только по /-ому каналу.

Соотношение (13) является функционалом, позволяющим при требуемом численном значении технологического КПД проводить поиск режимно-конструктивных мероприятий, направленных на минимизацию эксергетических затрат, связанных с работой пылеуловителя ВЗП.

В третьей, главе работы приведены результаты экспериментальных исследований типовых конструкций сушильных установок для тканей и пылеуловителей ВЗП. Частично указанные исследования являлись численными экспериментами, а в значительной своей части результатами обработки статистических данных, полученных в процессе обследования работы промышленного оборудования. Последнее обстоятельство обеспечивает достоверность полученных результатов и их практическую ценность. Цель исследований заключалась как в экспериментальной проверке выдвинутых в процессе теоретических исследований гипотез и моделей, так и в определении эмпирических характеристик исследуемых процессов, необходимых для реализации разработанных инженерных методик расчета сушильного и пылеулавливающего оборудования:

Исходными данными при анализе работы типовых сушильных установок отделочного производства служили их тепловые балансы. Последние получены в процессе обследования эффективности использования подведенных энергоресурсов на отделочных агрегатах технологических линий текстильных предприятий г. Москвы и Ивановской области. Указанные статистические данные были систематизированы и проанализированы на основе разработанной методики эксергетического анализа. Результаты анализа свидетельствует о том, что в сушильных установках для тканей эксергия сушильного агента, затраченная непосредственно на испарение влаги из ткани составляет в среднем 8000-^9000 кДж/п.м, а эксергетический КПД сушильных установок не превышает 13-4-15%. Результаты же теплового расчета таких установок, характеризуют их работу как достаточно эффективную, так как их тепловой КПД составляет 55-г 65%. Модифицированный тепловой КПД, в котором в качестве полезного эффекта рассматривается только та часть подведенного тепла, которая непосредственно затрачивается на испарение влаги материала, не превышает 19+22%. Существенное отличие указанных показателей обусловлено тем, что при оценке эффективности работы установки с помощью эксергетического КПД учитываются потери энергии, которые не находят своего отражения в традиционных тепловых показателях.

Анализ результатов обследования работы сушильного оборудования в отделочном производстве показывает, что существенным резервом для экономии энергетических ресурсов, необходимых для реализации процесса

сушки тканей, является использование эксергетического потенциала уходящих газов в пределах технологической цепочки этого производства. Как показывают расчеты, эксергия паровоздушной смеси на выходе из одной сушильной установки составляет от 0,6 до 1,1 ГДж/кг в зависимости от типа оборудования. Частичное ее использование возможно путем рециркуляции сушильного агента в установке, либо путем изменения его термодинамических характеристик в теплоутилизаторе. Существенным резервом экономии эксергии в сушильных установках для ткани является уменьшение потерь эксергии в процессах тепломассопереноса, смешения паров влаги с сушильным агентом и потерь, обусловленных гидравлическим сопротивлением установки. В сумме эти потери достигают 9-г 12% от подведенной энергии. Одним из способов их уменьшения является активизация гидродинамической обстановки в сушильной камере за счет изменения схемы взаимного движения теплоносителя.

Результаты эксергетического анализа работы сушильных установок отделочного производства легли в основу практических рекомендаций, направленных на повышение их эксергетического КПД, которые представлены в главе 4.

Исследование работы пылеуловителей на основе разработанной стохастической модели проводилось в процессе численных экспериментов для типовой конструкции аппарата. В процессе экспериментов варьировался дисперсный состав твердой фазы, расходы газовой фазы по каналам и их соотношение. Результатами численных расчетов являлись функции распределения частиц заданного размера по радиусу аппарата, по которым определялась эффективность работы пылеуловителя. На рис.2 представлены результаты численных расчетов для кварцевого песка с частицами, эквивалентный диаметр которых составляет 25 мкм. На рис.3 приведены расчетные кривые эффективности пылеуловителя и там же показаны экспериментальные точки, соответствующие результатам лабораторных испытаний. Представленные данные свидетельствуют о достоверности результатов расчета эффективности пылеуловителя по предложенному численному методу.

В четвертой главе приведены данные промышленной апробации результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований. Разработанная методика эксергетического анализа теплоиспользующих установок, как отмечалось ранее, использована при обследовании работа оборудования отделочных производств на текстильных предприятиях города Москвы и г. Иваново с целью выявления ресурсов энергосбережения. По результатам обследования разработаны практические рекомендации по повышению эксергетического КПД сушильных установок для ткани. В частности, за счет изменения схем вытяжной вентиляции в конвективных сушилках типа СБМ представляется

возможным более полно использовать эксергетический потенциал сушильного агента, что позволяет повысить его конечное влагосодержание в 1,5-г 2 раза. Это достигается за счет приближения отсасывающих устройств к стойкам сушильных барабанов, что позволяет избежать конденсации паров влаги на стенках ограждающей сушильную установку конструкции. Как показывают расчеты, конечное влагосодержание уходящих газов в этом случае может достигать 150-*-180 г/кг (в производственных условиях этот показатель не превышает 80-г 100 г/кг), что, в свою очередь, приводит к снижению расхода сушильного агента с 8700 м3/г до 2600 м3/г. Все это благоприятно сказывается на соответствующих статьях эксергетического баланса и способствует повышению эксергетического КПД на 10+15%. Разработанные мероприятия использованы в процессе модернизации сушильного оборудования'на АО Шуйские Ситцы.

Эффективным приемом, позволяющим повысить эксергетический КПД сушильных установок является создание замкнутых аэродинамических контуров, исключающих выбросы уходящих газов в окружающую среду, что приводит к ее оздоровлению и уменьшению эксергетических потерь в установке. Реализация такой схемы связана с использованием теплообменника для осушения и утилизации эксергии уходящих из сушилки газов. Вариант такой схемы с утилизатором эксергии ПВС на базе аппарата ВЗП позволяет снизить эксергетические затраты до 10% на 1 кг испаренной влаги. Разработанная схема сушилок с замкнутым аэродинамическим контуром использованы при реконструкции сушильных установок на текстильных предприятиях.

Для красильных и промывных цехов, учитывая, что в них используется однотипное теплоиспользующее оборудование, представлена типовая схема теплоснабжения, эксергетическая диаграмма которой приведена на рис. 4. В ней предусматривается использование эксергии уходящих из типовых сушильных барабанных машин газов для нагрева 6 м3/ч холодной воды до 45° +50° С. Учитывая однотипность технологических линий по обработке тканей на различных предприятиях, разработанную схему теплоснабжения следует отнести к типовой, которая без существенных дополнительных затрат может быть внедрена на действующих текстильных предприятиях. Как показывают техникоэкономические расчеты применение разработанной схемы теплоснабжения позволяет экономить до 16000+200000 ГДж/год в одном цехе с типовым сушильным оборудованием.

Реализация результатов исследований в производстве в виде указанных выше разработок ведет не только к повышению эксергетического КПД технологических установок, но и способствует оздоровлению окружающей среды за счет уменьшения тепловых выбросов в нее. Такой же эффект достигается путем использования пылеуловителей ВЗП, исследование

которых являлось также предметом данной работы. В соответствии с полученными результатами исследований в этой части работы, пылеуловители ВЗП могут эффективно решить вопрос защиты окружающей среды от твердых частиц, содержащихся в газовых выбросах. Промышленные испытания такого пылеуловителя ВЗП-600 на АО "Корунд" (г.Джержинск) в цехе красок подтвердили высокую эффективность этого аппарата, которая составляет 95 + 96% при гидравлическом сопротивлении 1000 Па.

Приложением к работе являются программы, реализующие численный алгоритм расчета аппаратов ВЗП и расчет эксергетических характеристик сушильных установок.

Основные результаты и выводы:

1 .Систематизированы и обобщены результаты исследований по эксергетическому методу термодинамического анализа для расчета типового теплоиспользующего оборудования. Показана перспективность и целесообразность его применения для оценки эффективности использования подведенных энергоресурсов в сушильных установках отделочного производства.

2.Разработаны методики и алгоритмы расчета эксергетических показателей работы сушильных установок отделочного производства, позволяющие выявить технологические узлы с наибольшими эксергетическими потерями и наметить пути и способы их уменьшения.

3.Предложен функционал, основанный на эксергетической оценке материальных и тепловых ресурсов в сушильных установках, на основе которого разработан алгоритм технико-экономической оптимизации параметров сушильного агента.

4.Представлена стохастическая модель процесса центробежной сепарации и численный метод расчета эффективности пылеуловителей ВЗП с учетом нестационарных условий их работы.

5.Разработаны рекомендации по совершенствованию типовых сушильных установок отделочного производства. Выявлена возможность повышения эксергетического КПД этих установок за счет создания замкнутого аэродинамического контура по сушильному агенту и варьирования его технологических параметров (влажности и температуры).

6.На основе эксергетического анализа работы технологических линий отделочного производства предложены модифицированные схемы их теплоснабжения, позволяющие использовать энергию уходящих газов в пределах заданной технологической линии, что положительно

!

отражается на эксергетических показателях работы сушильного оборудования.

7.Разработана методика технико-экономической оптимизации аппаратов ВЗП на основе функционала, определяющего эксергетические затраты на реализацию протекающих в них процессах.

8.Основные результаты работы как в области теоретических, так и экспериментальных исследований, нашли свое отражение в реальных разработках, принятых к внедрению в производство.

Содержание диссертационной работы опубликовано в 12 работах, в числе которых:

1. Сажин Б.С., Булеков А.П., Орешкина Е.В., Сажин В.Б Эксергетический аспект расчета тепломассообменной аппаратуры отделочного производства. Сб. Международной конференции по химической технологии, МКХТ-97, М., 1997.

2. Сажин Б.С., Ефремов Г.И., Орешкина Е.В. Системный подход к совершенствованию конструкций аппаратов со встречными закрученными потоками. Сб. МКХТ-96, М., 1996

3. Орешкина Е.В., Авдюнин Е.Г., Булеков А.П. Разработка рациональных схем теплоснабжения в отделочном производстве. Сб. МКХТ-97, М., 1997

4. Орешкина Е.В., Сажин В.Б., Булеков А.П. Экспериментальная апробация стохастической модели аппарата ВЗП. Сб. МКХТ-97, М., 1997

5. Ефремов Г.И., Сажин Б.С., Орешкина Е.В. Применения вероятностного метода в описании кинетики сорбционных процессов при отделке тканей. Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции "Текстиль-96" М.,1996 г.

Условные обозначения, принятые в работе: /Г-эксергия, кДж/ч; е- удельная эксергия, кДж/кг; А Е- потери эксергии, кДж/ч; h- удельная энтальпия, кДж/кг; R- газовая постоянная, Дж/моль К; S-энтропия, кДж/кг К; и- влагосодержание материала, кг/кг; X-влагосодержание сушильного агента, кг/кг; а - коэффициент теплоотдачи, Дж/м2 с К; Л - изменение параметра, движущая сила процесса; С- удельная теплоемкость, кДж/кг К; г- радиальная координата, м.

ЛР N 020753 ОТ 04.03.93

Подписано в печать 24.12.97 Сдано в производство 25.12.97 Формат бум.60x84/16 Бумага множ.

Усл.печ.л.1,0 Уч.-изд.л. 0,75 Заказ 456 Тираж 75

Электронный набор МГТА, 117918, Малая Калужская, 1