автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Гидродинамика и теплообмен при концентрировании нефтепродуктов в роторных плавильных аппаратах

КЩВСЬКИЙ ШШТЕХН1ЧШЙ 1НСТШТ

На правах рукопису УДИ 535.52:66.045

ГОЛОВА Ольга Олександр1вна

ПДРОДИНШКА I ТЕПЛ00Ш1Н ПРИ К0НЦЕНТРУВАНН1 НАФТШР0ДШ1В В РОТОРНИХ 1ШВК0ВИХ МАРАТАХ

Спец1альн1сть 05Д7.0В - Процеси 1 апарати

х!м1чно¥ технолог!!

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацП на здобуття наукового ступени кандидата техн}чних наук

С,

ДПР 1П53

КиУв - 1993

Рооота виконана у науково-досл!дно14у 1нстиаут! нафто-переробки "ЬШЖ"

Науковий кер!вник

- доктор техн!чних наук,

профеоор Фройштетер Г,Б.

Оф!ц!йн! опоненти:

доктор техн!шшх наук, профеоор йхно О.М.

кандидат техн!чних наук Стадник В.Ф.

Ведуча орган!зац1я: 1нститут техн1чно1 теплоф!зики

Академ! наук УкраГни

годин на зас!данн1 спец!ал1зовано? ради Д 068.14.06 при КиУвському пол!техн1чному !нститут! за адресою: 252056, м.Ки!в-56, проспект Перемоги, 37, пол1техн!чний 1нститут, кордус 21, аудитор!я 212.

3 дисертац!ею можна ознайомитись в б!бл!отец! 1нституту "

Автореферат роз1сланий " а« оз 1993 р.

Биений, секретар спец!ал1зованоУ ради, профеоор

В.Й.Круглицька ,

А Н О Т А Ц I Я

Дисертац!йна робота присвячена вивченню питань г!дро-динам1ки 1 теплообм!цу при концентруванн! нафтопродукт!в в роторних пл1вкових аларатах /РПА/ з шарн|рно закр!пленими лопатями. Для вир1шення ц!в! задач1 були досл!джен! тепло-ф!зичн! властивост! /в'язк1сть, густина« теплопров!дн1сть, питома тепло0мн1сть/ масляних розчш!в сульфонатних присадок у бензин! з р!зниы вм!щенням розчинника, розроблена екс-периментальна установка ! методика проведения досл!д!в, эд!йснене експериментальне визначення середнього часу перебування р!дини в апарат!, потужност!, витраченоТ на перем1-щування продукту, локальних коеф!ц!бНт!в теплов1ддач! в И1А.

Узагальнення досл!джень дозволило одержати розрахун-ков1 р!вняння для визначення середнього часу перебування продукту та енергетичних витрат на привод ротору в РИА, а такоя коеф!ц!внту теплов!ддач! вздовж аларату в залежност! в!д технолог!чних режим!в процесу 1 теплоф!зичних власти-воотей р!дини при нагр!ванн! та випаровуванн!.

Розроблена уточнююча методика !нженерного розрахунцу РПА з обл!чуванням залежност! теплоф!зичних властивостей продукту в!д концентрацЛ 1 температури вздовж аларату.

Результата робоги використан! також при створенн1 схе-ми утил!зац!1 теплота конденсату гр!ючого пару з метою аыеньшення втрат розчинника у ВО "Новополоцькнафтооргсинтез".

Автор эахищае:

- одержан! залежност! по теплоф!зичних властивостях ыасляних розчин!в сульфонатноТ присадки С-150 в бензин!

/ 404-95$ мае./;

- результата досл!джень середнього часу перебування р!днни в апарат! 1 потужност!, витрачено! приводом ротора, у процес! концентрування при р!зних технолог!чних режимах;

- результата експериментальних досл!джень тешгообм1ну в РИА при вагр!в1 1 випаруванн! у вигляд1 критер!альних р!в-нянь;

- методику 1нженерного розрахуш./ роторного пл!вкового

- я -

аларату при концентруванн! готово! присадки з обл1чуванням зм!нност! теплоф!зичних властивостей продукту вздовж апара-ту а використанням локальних коеф!ц!ент!в теплов{ддач1;

- схеь^у використання вторинних енергетичних ресурс1в стад!! концентрування готового продукт з метою зменшення втрат розчинника.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБСЯИ

Акттуальн1сть роботи. Характеризуючи перспективи роз-витку х!м!чно! та нафтопереробно! промисловост!» сл!д в!д-значити ор1снтац!ю на приор1тетний вицуск значноУ к!лькост! ыалотонажних, але наукоемких вироб!в, до яких в!дносяться 1 присадки до палив 1 мастил, забезпечуичи високий р1вень Тх-н!х експлуатац1йних властивостей, над1йн1с-гь та еколог!ч-н!сть техн!ки. Важливе ы!сце серед присадок за ун!версаль-н1стю використання, ефективн1стю дИ.та обсягом виробництва займають сульфонатн! присадки.

0дн1ею з найб!льш важливих стад!й в процес!виробництва сулхфоаагноУ присадки С-150 е к!нцева стад1я концентрування готового продукт. Характерною особлив!стю цього процесу в значне зм1нення властивостей обробляеыого продукту по ы!р! видаляння розчинника. Тому дуке ваюшво при вибор1 оптималь-них реким!в видаляння обл!чувати залежн!сть теплоф!зичних' властивостей в!д температури 1 концентрацП легколетючого компоненту вздовж апарату.

Задов!льне використання сер!йно випускаемих роторних пл1вкових апарат!в з шарн1рним кр!пленням лопат!в на ц!й стад!! потребуе знань законом!рностей г!дродинам!ки 1 тепло-обм!цу в них. Необх!дн!егь розрахунку технолог!чних та енергетичних параметр!в роботи РИА на стад!! концентрування готового продукту обумовила постановку дано! роботи, яка включала до себе вивчення теплоф!зичних властивостей масляного розчинУ сульфонатно! присадки С-150 у бензин1 /40*95% мае./, деяк1 питания г!дродинам!ки ! теплообм!цу в РПА, а також розробну уточнюючо! мотодики !нженерного розрахунку РПА з

обл1чуванням эм1нност! теплоф!зичних властивостей продукту вздовя апарату. Кр!м цього, процес видаляння розчинника эв'язаний з! значними промисловими в!дходами.

Тому !нтенсиф1кац!я процес!в видаляння розчинник!в в актуальною.

Мета робота:

1. Досл1дити теплоф!зичн! властивост! масляних роздана сульфонатноТ присадки з р!зною концентрацию розчинника.

2. Розробити експерийентальцу установку та методику проведения досл!д1в, зд!йснити експериментальне визначення середнього часу перебування р!дини в апарат1, витраченоТ потужност!, локальних ксеф!ц!ент!в теплов!д&ач! в РИА з обливаниям особливостей теплоф!зичних властивостей присадок.

3. На основ! результат!в досл!джень одержати розрахун-ков! залежност! для визначення середнього часу энаходження, витраченоТ потужност!, закономерностей теплообы1ну з обл!-чуванням значного зм!нення теплоф!зичних властивостей р!дини вздовж апарату.

4. Розробити методику технологичного, енергетичного, конструктивного розрахунк!в роторного пл1вкового апарату на основ! проведених досл!джень.

5. Пор!вняти результати розрахунк!в по в!домиы 1 за-пропонован!й уточнгач!й методиц!.

6. Впроведити матер1али досл1дяень у виробництво. .

Наукова новизна:

* - Проведен! досл!дження теплоф!зичних властивостей /в»язкост1, пустини, тештопров!дност1, питомоТ теплозмност!/ масляних розчин!в сульфонатно! присадки С-150 у бензин1 в залежност! в!д температури 1 концентрац!! легколетючого компоненту;

- встановлен! залежност! для середнього часу перебування продукту в аяарат1, енергетичнмх витрат на привод ротору, теплообм!ну в роторних пл!вкових апаратах з обл!чуван-ням зм!нност! режиыних параметр!в, а також теплоф!зичних властивостей р!дини вздова апарату;

- розроблена уточнююча методика технолог!чного, енер-

гетичного та конструктивного розрахунк!в РИА при концентру-ванн! нафтопродукт!в при значн!й зм!нност1 теплоф1зичних властивостей обробляемих продукт1в.

Практична ц!нн1сть i реал!зац!я роботи.

На основ! одержаних залежностей розроблена уточншча методика технолог1чного, енергетичного, конструктивного роз-рахунк!в PILA як випарника в умовах зм!нних теплоф!зичних властивостей продукту вэдовж апарату, яка реал1зоваяа у ви-гляд! програми.

Результат« роботи були використан!, зокреыа, при ство-ренн! схеми утил!зац!Т теплоти конденсату гр!ючого пару з метою зменьшення втрат розчинника i впроваджен! у ВО "Ново-полоцькнафтооргсинтез", а такоя для !нтенсиф!кац!Т роботи тонкопл!вкового ооладнання.

Економ1чний ефект склав 200 тис.крб.; частка автора дисертац!йноТ роботи 40 тис.крб. /у ц!нах на грУдень 1991 р./.

Апробац{я роботи.

Основн! результати роботи допов!дались на УШ Республ!-канськ1й конференцП "Повышение эффективности и совершенствование процессов и аппаратов химических производств" /м.Дипропетровськ, 1991 р./, на У м1жнародн1й конференц!Т "Синтез, технология и применение присадок к смазочным маслам" /Дрогобич, 1992 р./.

ЧгМкацИ,

За результатами виконаних досл!джень опублiковано 4 прац!.

Об'дм t структура роботи.

Дисертац1я складавться э встуцу, п'яти роэд!л!в, вис-hobkJb, списка л!тератури з 105 найменувань та додатк!в. Ооновний зм1ст викладено на 143 стор!нках машинописного тексту, як1 включашть 42 малинка. Додатки включають таблиц! експвриментальних даних, алгоритм i програцу розрахунк!в та документа, що п!дтвврджують впровадяення результатiв роботи. Загальний об'еи 175 стор!нок.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ ровота

Експериментальна установка 1 методика проведения _досл{д{в._

Експериментальна-установка призначена для проведения досл!джень г!дродинам!ки та теплообм!чУ в роторноку пл1вко-воаду апарат! з шарн!рним кр!пленням лопат!в. Схема установки зображена на мал.1. До основних елемент!в установки належать: роторний пл!вковий апарат /I/, напорний бак /2/, теплообм!нники 1 та П ступен!в /3,5/, конденсатори I та П ступен!в /4,6/, зб1рник р!дини /8/, система генерацИ пари /18 - 21/, прилади для зам!рювання витрати р1дини, швидкос-т! обертання ротора та температури в р1зних зонах вим!рю-вання.

Подача робочо! р1дини в апарат эд!йснювалась за двома замккутиш цирцуляц!йними контурами. В першоцу випадку р{-дина подавалась э напорного бака /2/. Витрата р!дини регулю-валась вентилем /12/. Перший контур застосовувався при до-сл!дженн! малов'язких р!дин - води та водних розчин!в глицерину. Д!апазон зм!ни в'язкосг! ^ » /0,295...5,37/ 10 м2/с. У другому випадку подача робочоГ р!дини до РПА зд!йс-нювалась шест!рневим насосом НШ-Ю /7/ безпосередньо 1з зб!рника /8/.

Основн! техн!чн1 характеристики установки П.родуктивн!сть по волоз! до 30 кг/ч

Питомий тепловий пот!к до 68,1 кВт/м2

Вих!д продукту до 300 кг/ч

Д1апазон зм!ни чисел Рейнольдса 0,13...1920

Поверхня нагр!ву РПА 0,126 м2

Теплонос1? . Насичена водяна

пара

Температура теплонос!я до 120°С

Витрата теплонос!я до 0,83 10" кг/о

Поверхня охолодження 0,12 м2

Охолоддуоча р!дина вода

Мал. 2. Заг.ежн1сть в'язкост! в1а тем—

пера тури розчАи1в присаски С-150 у бензин!: при ьм1сткост1 бензину: 1-еО%:> 2-50; 3-40; 5-20; 6-10;-7-5; 8-0%.

Мал. 3. Залежн1сть теплопроЕ1дност] температури розчин1в присад С-150 у бензин 1 при бм1ст» бензину: 1-60%; 2-5С; 34-30; 5-20; 6-Ю; 7-5;

Температура охолоддуючоТ р!дини 5 - 20 °С

Робочий тиск апарата атмосферний

Частота обертання ротора 200-1100 об/хв.

Регулювання частоти обертання ротора безотуп1нчате

При проведенн! досл!д!в зам!рювались сл!дуюч! величини: температура р1дини на вход! й виход! з апарату, а також по його довжин!; температура ст!нки РПА; температура гр!ючоУ пари в рубашц1; теплов! витрати; витрати продукту; частота обертання ротора; потужн1сть, витрачена на перем!щування.

В ст!нц! апарата було розташовано 5 термоелемент!в на в!дстан! 80 мм один в!д одного. Також для"досл1дження особливостей впливу зм!ни теплоф!зичних властивостей р!дини на локальн! коеф!ц!енти теплов1ддач! додатново використову-валась роторно-пл!вкова установка, основниы елементом якоУ був скляний И1А, по довжин! корпуса якого було зроблено три в!дведення для приеднання датчик!в - пробоотб!рник!в, як! призначались для локальних вим1рювань температури пл!вки • продукту та в!дбору проб. Вим!рювання температур провадилось приладом А565-002-01. Для п!двищення точност! вим!рювання температур було зроблено !ндив!дуальну тарировку термопар. Витрати теплонос!Тв та продукту визначались об'емним методом. Цифровий тахометр ТЦ-ЗМ використовувався для зам!рювання частоти обертання ротора. Тиск гр!ючоГ пари в рубашц! апарата визначався манометром МВТП-160. Активна електрична потуж-н!сть ф!ксувалась приладом Д 566.

В досл!дах по визначенда теплоф!зичних властивостей масляного розчинусульфонатайприсадки С-150 у бензин! к!не-маткчна в'язк!сть вим!рювалась методом кап!лярного в!скози-метра системи П!нкевича; густина - методом г!дрост&тичного важення; питома тешюемн!сть - методой беспосереднього наг-р!ву в ад!абатноаду калориметр!; тс.шопров!дн!сть - методом б!калориметра.

Результати досл!дження теплоф!зичних властивостей _робочих р!дин_ _

Результати досл!дження теплоф!зичних властивостей мае-

ляних роэчиШв сульфонатно? присадки C-I50 у бензин! представлен! у вигляд! граф!к!в ^ = f (Т. С) , р * j- (Т. С) , XmjlT.C) на. Ср = f ( Т, С) . Деяк! з них зо0ражен1 на мал.2,3. Анал1з одержаши експериментальных даних показав, що залежност1 досл!дних величин в!д температури та концентрац!У розчинника в д!апаэон1 досл!дження ыо-жуть бути описан! сл!дуючтш !нтерполяц1йшшм р!вняннями 49 27 - i/Cf/3,66 С 2 - D2Z5T+Z?-/0~*rZ + 9 6-ю'гст -6

Ái,cU293 Е'"? 52 чо'*( 7-ww ;у

<Pt с 'bukf* 'мв''~¿(T '¿93) ~'03 С 1 '

pz0i* /032,296 fi/n3

Лш*0,ШЗЗ Зт/(ы-Х)

(f>zgi =юв? A*/f*-i ■#) Величини, як! вим!рвались, знаходились в ыежах: V /1+1615/*IÜ ы2/с; j> = /740+1023,6/ кг/мЗ; X ш /2140+2360/ Дж/кг.к; Ср = /0,12+0,15/ Вт/м.К.

3 одерканих даних вит!кав, що вплив температури та кон-центрац!! на теплоомн1сть та теплопров!дн!сть в незначним. НаШНльш 1стотним е вплив концентрацП на к!нематичну в'яз-к!оть.

Залежност! /I/ уявляить собою основу для створення методики технолог1чного, енергетичного та конструктивного роз-рахунк!в Pili в уыовах IctothoY зм!ни властивостей продукту' по м!р1 видаляння розчинника.

Середн1й час перебування р!дини в РПА

Свредн!й час перебування р!дини в РПА о фактором, який. впливао на як!сть готового продукту. Вивчення цього питания

можна в!днести до важлив!ших досл!ддень г!дродинам!ки в РПА.

Екоперименти для визначення середнього часу перебуван-ня р1дини в РПА та впливу на нього р!зних параметр!в проводились в роторному пл!вковоцу апарат! з шарн!рним краплениям лопат! в д!аметром с1 =» 0,08 м та довжиною робочоУ час-тини С - 0,65 м. Р1динами, як! використовувались п1д час досл!дження,були: дистильована вода, гл!церин, масляний роз-чин сульфонатноТ присадки С-150 у бензин!. Для визначення середнього часу перебування застосоцувався метод миттевоГ в!дс!чки живлення з посл!довним вим!рюванням утриманого ' об"ему. Спостереження дали змогу встановити, що тривал!сть середнього часу перебування зростае при зб!льшенн! частоти обертання ротора, !, навпаки, зменщувться - при зб!льшенн! щ!льност! эрошення.

Для характеристики середнього часу перебування р!дини в ЕЛА було використаяо критер!й часу = —.

На мал.4 узагальнен! результати досл!джень в числах -чпод1бност!. Зростання критер!я Фруда позначаеться на зб!ль-шенн! критер!я часу. Це пояснюеться тим, що зб!льшення частоти обертання ротора веде до зростання товщини пл1вки р!ди-ни, при цьоцу п!двшцуеться тангенц!альна складова швидкост! руху, отож 1 г , Аналог!чн! висновки одержан! при зм!н! числа лопат!в £ /мал.5/.

Опрацювання результат!в досл!д!в дозволило одержати критер1альне р!вняння для обчислення середнього часу перебування р!дини в аларат!

• Ь °-3/ /2/

При розрахунках зг!дно з р!внянням /2/ в!дносна по-хибка дор!внюе ±15%, що допустимо в границях точност! !нже-нерних обчислень. Форцула /2/ ¿¡да над!йн! результати в д!а-пазон! критерИвДе^Д.Ю2 * 2,6'Ю3; Рг-г-Ю-1 * 2,5;

2 я 2+4. Таким чином, ръгуямвання середнього часу перебування р1дини в РПА доц!льно эд1йснювати як за ра^унок зм1ни частоти обертання, так ! числа лопат!а,.

то-1 г 4 s » io°

»

Мал. i. ЗаложиtcTb Л" r nia критерия Фруда fir ( ¿м =20°С)

л - гл/цорнн 100£

\ 1 О - С-150

□

п

г?

10 1 2 4 6 В 10° г 2

гг

К*

Мил.6 ЗалежнЮть комплексу „од,, -а^Т о1д крнтер1я

Яе ' Кпл

Фрула гг.

- И -

Визначення потужност!,'яка витрачаеться на _перем!щування в РПА_

Витрати енерг!Т, яка споживаоться на прив!д ротора при перем!щуванн! р!динноУ пл!вки, в одним з фактор!в, що виз-начають рентабельность апарата. Для досл!джень енергетичних затрат використовувався метод активно! електрично? потуж-ност1. Pi динами, як! застосовувались в експериментах, були: дистильована вода, водн! розчини гл!пирину, концентрац!я яких досягала 85 або 100 в!дсотк!в. Також використовувалися ыаслян! розчини сульфонатно? присадки С-150 у бензин!.

Як в!домо, потужн!сть, яка витрачаеться на прив!д апарата, може бути визначена для геометрично под!бних систем, як р!зниця м!р витраченою електродвигуном потужн!стю п!д навантаженням, ! потужн!стю холостого ходу: л/=//н-л/,,х Доц!льно з'ясувати залежн!сть потужност!, яка витрачаеться на прив!д ацарата, в!д окремих параметр!в. Експери-ментальн! досл1длення показали, що потужн!сть Ы i число оберт1в ротора п зв'язан! м!ж собою степеневою залежн!стю.

tJ = cfn2^6 /3/

При цьоаду, коеф!ц!ент с, враховуе геометричн! характеристики апарата, властивост! продукту та: навантаження по р!ди-н!.. Вплив частоти оберт!в ротора на енергетичн! затрати У. оц!юовався за допомогою критер!я Фруда /мал.6/; 3 п{движениям значень критер!я Фруда величина критер!я потужност! зменщувалась, що зв'язано з оберненопропорц!йною залежн1стю критер!я потужност! в!д числа оберт!в ротора.

Наявн!сть укр!плених лопат!в також впливае на критер!й потужност!, Зростання числа Z приводить.до зростання серед-ньоТ товцини пл!вки, а э рештою, до зб!льшення г!дравл!чно-го опору, що веде до додаткових витрат потужност!. Введения пл!вкового числа Xлл дало змогу врахувати вплив ф!зичних властивоотей р!дини, 1 в перщу чергу, в'язкост!.

Експериментальн! дан! узагальнюються за формулою

V^O^"^ . А/

Задов!льна кореляц!я доелiдних та розралункових даних дозволяв вважати, що обчислення енергетичних витрат роторного пл!вкового апарата можливо проводити за р!внянням /4/ з достатн!м ступенем точност! / + 18$/ за вказаними ран!ше границяш зм!ни критерПв F г , а також 4

Узагальнення досл1дних даних теплообм!цу при

конвективному нагр!в! та випароауванн! в РПА

Експериментальн! досл!дження теплов!ддач! в!д от!нки апарата до пл!вки р!дини зд!йснювалась на масляних розчинах присадки C-I50 у бензин! /40 - 95$ мае./, водно-гл!церино-вих розчинах t дистильован1й вод!.

Процес теплов!ддач! при конвективном/ нагр!в! та випаровуванн! р!дини е складним ! багатопараметричним. Тоаду не мае узагальненоУ критер!альноТ залежност!, яку можна бу-ло б використодувати для опрацювання досл!дних даних у вс!х випадках при нагр!в! та випаровуванн!.

В!дпов!дно э одержанный результатами експериментально-го досл1дження, 1нтенсивн1сть теплов!ддач! при зростанн! щ!льност1 зрошення зб!лыцуеться., На п!дстав! експерименту запропонована пропорц!йна степенева залежн!сть для умов 1,2-Ю5; Ре 4 3,5-ю3

оС -Л- при нагр!в!

о в?

оС ' при випаровуванн!

Аналог!чними за структурою е форели, як! встановлюють залежн!сть коеф!ц!ента теплов!ддач! в!д частоти обертання ротора ri . Одначе вплив /г набагато менший н1ж щ!льност1 зрошення в юту ж диапазон! чисел под!бност!

о, Z9

~ п при нагр!в!

оС л, п °'гв при випаровуванн!

При розширенн! диапазону критерНв R&ц>1,2-10^ та

fie > 3,5-10^ були одержан! сп1вв}дношення о, б г o,t/

cL ~v сС ~ л при нагр!в!

^ r a,s? oL ~ л °'/9 при випаровуванн!

Цв св!дчить про наявн1сть двох режим!в течП р1дини в дос-л!дноцу диапазон! щ!льност! зрошення й частоти обертання ротора. В1длов!,1ШО з цим експерименти оброблялись для двох областей значень Я*^ та Ре /мал.7, 8/.

У б}льшост1 в!домих р1внянь, як! описують процес, коеф!ц!онт теплов!ддач! усереднюеться по довжин!, що не завжди коректно для випадк!в використання И1А в режим! кон-центрування. Результати досл1джень показали значний вплив на коеф!ц!ент теплов!ддач! с!мплекса ¿/cL / мал.9/.

Анал1з диференц!йних р!внянь та л!тературних даних показув, що узагальнююч! залежност! для нагр!ву р!дини в РИА можуть бути наведен! у вигляд!

Nu ~/(Яе„л , Ае.ч> fiem>Pr, F г, Gr,...)

а при випаровуванн! Nu також в функц!ею в1д критер!7в, як! враховують тепловий пот!к, фазовий перех!д ! т.!. В облас-т! досл!джених теплових поток!в 4,5-10^ Вт/м2

при випаровуванн! критер1й, який враховуо фазовий перех1д, недостатньо впливав на процес теплообм!ну.

Кореляц1йна обробка одержаних даних дозволила узагаль-нити процес конвективного нагр1ву критер!альними р!вняннями

. Nu °-iS /5/

при

; Ре 43.5-/0*

й oaf oié oufPr- \°.i<ill\-°M nzg

при

Ре>ЗГ-/0* /б/

Експериментальн! досл!дження показали, що при випаровуванн! южна застосувати фэрцули

Ми - < я-л ««А ¿"п- "(Î) "" /7/

Цал.7 aojiewitCTb котлету

критерхя Пепле•

к п. —s- m <Г- с Р

I 1,22 0,29 0,31 0,25 -0,42 0,26

п 0.62 0.21 0."27 0 -0.37 0,26

ГГОИ Л*„>1.2-1<Р: Ре >3.5 I0Ó :

К ' п. m с Р

-i 0.97 0.26 0,3i 0,2b -U,42 0,2В

LL 0.57 0.19 0,27 0 -0,37 0,26

Mfljr.y ааяояНоп комплексу

Pí"Rt;Pr"{Pr/Pr.rJ«iP

при умов!, що диапазон зм!ни чисел Я с. ц I Ре буде таким, як для вираз!в /5/, /6/.

Пор1вняння формул /5/, /б/ з залежностями /7/, /В/ сз!дчить про те, що !нтенсивн!сть теплов!ддач! при нагр!в! .~ б!льше, н!ж при випаровуванн! в досл!,пн!й облает! чисел под!бност1. Де зумовлено як появою додаткового терм!чного опору р!дини, так 1 зм!ноа теплоф!зичних властивостей р!ди-ни при випаровуйанн!.

Точн!сть опрацговання експериментальних даних в р!внян-н! /5/ - 16,256; /6/ - 12,356; /7/ - 12,456; /8/ - 11,5%.

Одержал! узагальншчг залежност! ув!йшли до !нренер-но! методики технолог1чного, енергетичного ! конструктивного розрахунк!в РПА з обл!чуванням зм!нення теплоф!зичних властивостеР. продукту вздовж аларату. На основ! ц!еТ методики розроблено алгоритм 1 программ розрахунку РПА. На мал.10 приведено залежност! розрахункових значень локальних кое-'

Мал.Ю. Залежн!сть розрахункових значень

• локальних коеф:и!снт1в'теплов1ддач1 в!д геометричних розм!р!в апарату.

Характер эм!ни кривих показуе, що в облает! малих чисел Рейнольдса 8,8<Де„/ 81 в!дбуваеться значне зменшення <<-/и>* вздовж аларату, при цьому максимальне розходження ы\ж<*-лох !середн!шзначениями коеф!ц!ент!в теплов!ддач! «><. в ц!й облает! досягають 30$. 1з зб!льшенням чисел Рейнольдса ця р!зниця поступово зменыцуеться 1 при 1530< 1650 склада® лише 13%.

ШСНОВКИ

1. Проведено досл!дження теплоф!зичних властивостей /в'язкост!, густини, теплопров!дност!, теплосмност1/ масляного розчину сульфонатноУ присадки С-150 в бензин! та вста-новлено вплив на них температури ! концентрац!Т розчинника. Одержан! 1нтерполяц1йн! р!вняння /I/ ув!йшли до основи ые-, тодики розрахунну РПА в умовах эначноТ зм{нност! властивостей обробляемого продукту по м!р! видаляння розчинника.

2. Встановлено характер та !нтенсивн1сть впливу р1з-них режимних параметр!в на середн!й час знаходження продукту в апарат! 1 на енергетичн! витрати на привод ротора, одержан! розрахунков! р!вняння /2/, /4/.

3. Досл!джено теплов!ддачу до р!дини при конвективному нагр1в!. Встановлен! фактори, як! впливаеть на теплов!д-дачу 1 одержан! розрахунков! р1вняння /5/, /6/ для визначення локальних коеф!ц!ент!в теплов!дпач!.

4. Доел!джена теплов!ддача до р!дини при випароцуван-н!. Шдтверджено зниження 1нтенсивност! теплов!ддач! в по-р!внянн! з нагр!вом. Одержан! залежност! /7/ ! /8/ описують процес випаровування в И1А в тих же д!апазонах зм!нення кри-тер!Гв Ре , Не н , Рг , що ! в сп!вв1дношеннях/5/, /6/.

5. Розроблено уточнюючу методику технолог!чного, енерге-тичного ! конструктивного розрахунк!в РПА при концентрування нафтопродукт!в з обл!цуванням значноТ зм!нност! теплоф!зичних вяастивостей обробляемих продукт!в вздовж апарату.

6. Результати проведених досл!джень впроваджен! у ви-робництво сульфонатшг. присадок у ВО "Новополоцькнафтоорг-синтез".

Основы! результата роботи' в!дображен! у дубл!кац1ях;

I/ Воронцов Е.Г., Голова O.A., Шевчук J0.B. "Экспериментальная установка и методика проведения исследований гидродинамики и теплоотдачи к водно-глицериновым растворам и присадке C-I50 в роторном пленочном аппарате. - Киев, 1992, - 31 с. - Деп.в УкрИНТЗИ 13.04.92, № 460 - Ук.92.

2/ Голова O.A., Фройштетер В.Г., Черкасов А.А* Оптимизация процесса отгонки растворителей в роторно-пленочных аппаратах.// УШ Респ.конф. "Повышение эффективности и совершенствование процессов и аппаратов химических производств" ' /Днепропетровск, 1991/: Тез.докл. - Днепропетровск, 1991. -с.40-41.

3/ Голова O.A., Фройттетер Г.В. Основные принципы энергосбережения при отгонке растворителей из сульфонатных присадок.// У Международная конференция "Синтез, технология и применение присадок к смазочным маслам". /Дрогобыч, 1992/: Тез.докл. - Дрогобыч, 1992. - с.177-179.

4/ Ищук С.Ю., Голова O.A. Применение контакторов с высокоскоростными мешалками для'интенсификации химико-технологических процессов. // УШ Республиканская конференция "Повышение эффективности и совершенствование процессов и аппаратов химических производств"-; /Днепропетровск, 1991/. Тез.докл. - Днепропетровск, 1991. - с.28-29.

УМ0ВН1 ПОЗНАЧКИ

Ср - гштома теплоемн!сть, Дк/ кг*К ; d - д!аметр апаразу, м; ^ - прискорення сили тяж!ння, м/с2; i - робоча довжина апарату, м; N - потужн!сть, Вт; п - частота обертання ротора, с-*; ^ - питомий тепловий пот!к, Вт/м2; - р!зни-ця температур, К ; 2 - число лопат!в; ^ - л1н!йна швид-к!сть краю лопат!, м/с; <L - коеф!ц!ент '*еплов1ддач1,ВТ/ м2к;

Л - коеф!ц!онт теплопровбдност!; Вт/ (ы^) ; V - кинематич-на в'язк!сть, м2/с; ß -хустина, кг/мЗ; Cv - об'емна щ!льн!сть зрошення, м2/с; т -середн!й час перебування, с; критер!?: г ,/.

pnbdibt ~ "о^ужност!; Нт = rw/£ . часовий; Цуссельта; Re п/- Рейнольдса; /?е ч » пга//д, _ Рейнольса /в!дцентровий/; Рг - Cpf^/Л. _ Прандтля; Пекле; Fr-

^руда;Кил& -; !ндекси: ст-стiнка;лок-локальний.