автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Коагуляция частиц твердого диоксида углерода при расширении продуктов сгорания топлива в турбодетандере

на правах рукописи

КОНДРАТЬЕВ НИКОЛАЙ ВИКТОРОВИЧ

КОАГУЛЯЦИЯ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ПРИ РАСШИРЕНИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА В ТУРБОДЕТАНДЕРЕ

Специальность 05.04.03. «Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск - 2004 г.

КОАГУЛЯЦИЯ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ПРИ РАСШИРЕНИИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА В ТУРБОДЕТАНДЕРЕ

Специальность 05.04.03. «Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения»

на правах рукописи

КОНДРАТЬЕВ НИКОЛАИ ВИКТОРОВИЧ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск - 2004 г.

Работа выполнена на кафедре «Теплоэнергетика» Омского государственного технического университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Галдин В.Д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Матяш Ю.И.

кандидат технических наук, доцент Бабенко Е.А

Ведущая организация: ООО НТК «Криогенная техника» г. Омск

Защита диссертации состоится «25» июня 2004г. в_часов на заседании

диссертационного совета Д 212.178.02 в Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, пр. Мира 11, корпус 6, ауд. 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного технического университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «_»_2004г.

рос национальная! библиотека I

Ученый секретарь Диссертационного совета

к.т.н., доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На современных предприятиях во многих технологических процессах пищевой и нефтехимической промышленности, в торговле и машиностроении широко используется искусственный холод. При этом в качестве хладоносителей часто применяется сухой лед (твердый диоксид углерода, СО2).

Твердый СО2 используется в технологических процессах машиностроения, при холодной посадке деталей, холодной закалке специальных сталей. Сухой лед применяют для получения из него газообразного СО2 высокой чистоты, необходимого при выполнении сварки особо ответственных деталей, для очистки поверхностей деталей и узлов от краски и эпоксидных смол. Получающийся при газификации СО2 газ применяют для сварки паровых и газовых турбин, сосудов из металла большой толщины, работающих под давлением, в химической промышленности при обработке пластмасс и резино-технических изделий. Диоксид углерода применяют в сельском хозяйстве для повышения качества силоса. Использование СО2 в процессах добычи нефти позволяет увеличить нефтеотдачу пластов на 8 -16 % и ускорить темпы разработки нефтяных месторождений.

В последние годы разработке технологий и способов уменьшения выбросов СО2 уделяется все больше внимания. В мировом масштабе 75-80 % выбросов СО2 вызвано сжиганием органических топлив. Под влиянием накапливающихся в атмосфере многомолекулярных газов: водяного пара, диоксида углерода, оксидов азота и др., поглощающих инфракрасное излучение с поверхности земли, возникает «парниковый эффект», что способствует повышению температуры атмосферы, таянию ледников и нарушению погодообразования. При этом наибольший вклад в «парниковый эффект» (80%) вносят выбросы СО2 . Указанные обстоятельства требуют интенсификации исследований по снижению выбросов СО2.

Одним из перспективных способов получения твердого СО2 является его вымораживание из потока продуктов сгорания топлива (ПСТ), расширяющихся в турбодетандере (ТД).

Обзор исследования процессов расширения ПСТ в ТД и методов их расчета позволил установить, что до настоящего времени проблема получения твердого СО2 из газовой смеси ПСТ с помощью ТД до конца не решена. Отсутствует математическая модель расширения ПСТ в детандере с учетом процесса коагуляции частиц твердого СО2 . В методах расчета процессов расширения ПСТ не учтен ряд особенностей, связанных с коагуляцией и сепарацией частиц твердого СО2.

В следствии чего возникает необходимость и целесообразность в дальнейшей разработки элементов теории и анализа процессов расширения ПСТ в ТД.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлось получение теоретически и экспериментально обоснованных рекомендаций по повышению выхода твердой фазы диоксида углерода из потока продуктов сгорания топлива на основе исследования процесса коагуляции.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи исследований:

1. Разработать обобщенную математическую модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СО? в проточной части турбодетандера.

2. Экспериментально подтвердить адекватность математической модели, применительно к процессу коагуляции частиц твердого СО2.

3. Исследовать влияние начальных параметров рабочего вещества и геометрии проточной части турбодетандера на интенсивность роста частиц в процессе коагуляции.

4. Провести анализ влияния процесса коагуляции частиц на характер изменения основных параметров потока в проточной части турбодетандера.

5. Выполнить анализ процесса коагуляции частиц твердого СО2 на линии трубопровода детандер-сепаратор.

6. На основании обобщения результатов экспериментов и численного исследования на математической модели разработать рекомендации по рациональному конструированию кристаллизатора, предназначенного для увеличения размера частиц СО2 в процессе их коагуляции.

7. Дать рекомендации по выбору сепаратора СО2.

• Методы исследования. В работе использован комплексный подход к решению рассматриваемой проблемы, включающий обобщение и анализ литературных материалов по процессам расширения парогазовой смеси в турбодетандере, и развитие теории коагуляции. Теоретические исследования проводились с применением современных методов численного решения задач.

Достоверность результатов работы обоснована применением фундаментальных законов физики, термодинамики и газодинамики, статистических методов обработки экспериментальных данных, удовлетворительным совпадением расчетных значений с экспериментальными результатами.

Автор выносит на защиту:

1. Математическую модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СО2 в проточной части турбодетандера.

2. Результаты теоретического исследования процесса коагуляции частиц твердого СО2 в проточной части турбодетандера и на линии трубопровода детандер-сепаратор.

3. Рекомендации по повышению выхода твердой фазы СО2 из потока ПСТ.

4. Результаты экспериментального исследования коагуляции частиц твердого СО2.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Разработана обобщенная математическая модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СО2 в проточной части турбодетандера.

2. Исследовано влияние начальных параметров ПСТ и геометрии проточной части детандера на рост частиц в процессе коагуляции.

3. Проведен анализ влияния процесса коагуляции частиц на характер изменения основных параметров потока в проточной части турбодетандера.

4. Выполнен анализ процесса коагуляции частиц СО2 на линии трубопровода детандер -сепаратор.

Практическая ценность состоит в следующем:

- создан экспериментальный стенд для исследования процесса коагуляции частиц СО2;

- даны рекомендации по рациональному конструированию кристаллизатора, предназначенного для увеличения размера частиц СО2 в процессе их коагуляции;

- даны рекомендации по выбору сепаратора твердого СО2.

Реализация результатов. Результаты исследований используются в учебном процессе на кафедре «Теплоэнергетика» ОмГТУ.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены на МНТК «Динамика систем механизмов и машин» (Омск, ОмГТУ, 2002); II МНТК «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, СПбГУ-НиПТ, 2003); НТК «Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе» (Омск, ОмГТУ, 2003).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 статьи, 4 тезиса докладов, 1 патент на полезную модель.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы. Диссертации содержит: 124 страницы, 37 рисунков, 5 таблиц. Список литературы включает 134 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная и практическая значимость работы, сформулирована цель исследования и методы ее достижения, дано краткое содержание работы по главам.

В первой главе представлен аналитический обзор литературы. С 1968 на кафедре холодильных машин СПбГАХиПТ проводятся работы по созданию установок получения твердого СО2 из ПСТ. Создан экспериментальный стенд на базе регенеративной газовой холодильной машины с радиальным ТД. Эксперименты впервые подтвердили возможность вымораживания СО2 из объема газового потока.

В 1971 году начаты работы по созданию установок для совместного производства теплоты, холода и твердого СО2 в ОмГТУ под руководством В.И. Гриценко.

Исследования процесса получения твердого СО2 при расширении ПСТ в ТД привели к появлению ряда теоретических работ:

Н.Н. Кошкиным и В.П. Суетиновым. разработана к - й- диаграмма двухком-понентной смеси воздух СО2;

В.И. Гриценко и Ю.Д. Терентьевым создана методика термодинамического расчета процесса вымораживания СО2 на базе уравнений теплового баланса и равновесия фаз компонентов, входящих в систему;

С.В. Варенковым предложена система уравнений расчета изоэнтропийного расширения двухфазного потока в проточной части радиального ТД. Исследована работа центростремительного ТД в режиме вымораживания твердой фазы СО2.

М.М. Даниловым предложен алгоритм расчета процесса вымораживания твердой фазы ССЬ из газовых смесей в ТД, основанный на кинетике фазового перехода «пар - кристалл».

В.Д. Галдиным предложена математическая модель процесса расширения ПСТ в ТД с учетом элементов кинетики фазового перехода, реальных свойств рабочего вещества, изменение массы твердой фазы вдоль проточной части ТД, работы и теплоты сил трения.

Из обзора исследований процессов расширения ПСТ в ТД и методов их расчета установлено, что до настоящего времени проблема получения твердого СО2 из ПСТ до конца не решена. Отсутствует математическая модель расширения ПСТ в детандере с учетом процесса коагуляции. Отсутствие исследований коагуляции осложняет анализ выбора способов сепарации частиц твердого СО2 из газового потока.

Основателем теории коагуляции является Мариан Смолуховский. Существенный вклад в исследование процесса коагуляции применительно к разным разделам науки внесли А.Н. Колмогоров, Н.А. Фукс, В.М. Волощук, В.А Галкин и ряд других авторов. Данные работы позволяют сделать вывод об удовлетворительном согласии между теорией и экспериментом. Анализ литературных данных позволил сформулировать цель и задачи исследований.

Во второй главе представлена математическая модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц СО2 в ТД.

При достаточно большом содержании аэрозолей в единице объема необходимо учитывать их соударения между собой, что особенно важно для твердых, слипающихся при ударах (коагулирующих) частиц.

Результаты расчета процесса кристаллизации СО2 из ПСТ при их расширении в ТД без учета процесса коагуляции, позволяют сделать вывод о том, что размеры образовавшихся в проточной части частиц не превышают 1 мкм. Данные частицы относятся к классу высокодисперсных аэрозолей (ВДА) и их можно рассматривать как гигантские газовые молекулы. Наиболее важным свойством ВДА считается то, что процессы переноса импульса, энергии и массы от частиц к среде и обратно, могут быть описаны газокинетическими формулами.

Существует ряд факторов влияющих на коагуляцию частиц: турбулентность газовой фазы, броуновское движение частиц, изменение скорости потока, оседание частиц под действием сил тяжести.

Коагуляция, вызванная турбулентностью газовой фазы, учитывается для частиц размеры которых превышают 1 мкм.

Частицы относящиеся к классу ВДА практически безинерционны, т.е. силы сопротивления и инерции для частиц данного класса в процессе изменения скорости газовой фазы очень малы. В следствии чего коагуляция вызванная изменением скорости потока для ВДА не учитывается.

Коагуляция, вызванная оседанием частиц пол действием сил тяжести, учитывается для частиц размеры которых превышают 5 мкм.

Из вышеизложенного следует, что сближение частиц СО2, приводящее к их соприкосновению, может быть вызвано одним лишь броуновским движением. Этот тип коагуляции называется тепловой.

Кроме этого экспериментально установлено, что частицы размером менее 1 мкм при соударении слипаются, не зависимо от того твердые они или жидкие. Данное утверждение позволяет учитывать коагуляцию частиц при каждом их соударении.

При коагуляции большого числа частиц разных размеров образуется агломерат неопределенной формы. Для описания роста агломерата в процессе коагуляции используется средний радиус, описывающий объем этого комплекса.

Система уравнений (1), включающая в себя уравнения неразрывности, состояния, количества движения, сохранения энергии и уравнение кинетики фазовых превращений, описывает течение ПСТ с частичной кристаллизацией твердой фазы СО2 .Уравнение (2) определяет критический радиус зародыша СО2 , находящегося в термодинамическом равновесии с окружающей его газовой фазой. Скорость образования зародышей определяется по формуле Френкеля-Зеельдовича (3). Рост частиц в зависимости от соотношения между длинной / свободного пробега молекулы и радиусом г частицы определяется уравнением

(4).

Механизм тепловой коагуляции базируется на вероятностных функциях относительного теплового движения частиц и распределения частиц по объему. Коэффициент коагуляции (5) отражает вероятность столкновения частиц в единице объема за единицу времени. Уравнение (6) рассматривает непрерывное увеличение массы крупных частиц за счет их коагуляции с более мелкими, а уравнение (7) - уменьшение числа мелких частиц за счет поглощения их крупными. Уравнение (8) и (9) учитывают соответственно изменение массовой доли и размеров частиц каждой фракции в потоке газовой фазы.

(1)

где р,р, Т - плотность, давление и температура газовой фазы; с. и - абсолютная и переносная скорости потока; g| - массовая концентрация твердой фазы; Ж - площадь поперечного сечения элемента проточной части; р - угол между векторами относительной скорости и скорости ; газовой фазы; - коэффициенты, зависящие от геометрических и термогазодинамических параметров; - скорость ядрообразования, площадь поперечного сечения и радиус частицы в сечении - плотность твердой фазы; - отрезок пути потока на протяжении, которого возникла /-я группа частиц.

2/

РгЬЩ^/Т)

(2)

где - коэффициент поверхностного натяжения; - теплота фазового перехода; 7$ - температура насыщения.

/ = 1,13-Ю-1

Рт

(3)

где г с — объемная концентрация С02.

Лг _ ст рп Яп Тг-Т 1/2г> 1; - Л Тг~Т 1/2г<\, еЬс сЬ рт у 2л 1 - 2уг !(ртгЬ) с1х срИ1, г

(4)

где Срп - теплоемкость пара; рп - парциальное давление паров С02 в ПСТ; Ля - газовая постоянная пара; 7У - температура частиц С02; Л - коэффициент теплопроводности ПСТ.

где с, - скорость частицы.

где и - число частиц в единице объема; т - масса частицы.

м

аг, _113Лт, ¿х су 4кр

(5)

(6)

(7)

(8) (9)

Математическая модель позволяет определить размеры частиц ССЬ при расширении ПСТ в турбодетандере с учетом коагуляции.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям процесса коагуляции частиц твердого СО2.

Для исследования процесса коагуляции СО2 в лаборатории кафедры «Теплоэнергетика» ОмГТУ был разработан и создан экспериментальный стенд.

При открытии вентиля углекислотного баллона 1 в диффузоре 2 и трубе 3 происходит истечение газа с образованием частиц твердого СО2. При освещении диапроекторами 4 через линзы участков (точек), расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга поперек потока, образуются четыре луча света,

Рис. 1. Схема экспериментального стенда: 1 - углекислотный баллон; 2 - диффузор; 3 - труба; 4 - источник света; 5 - линзы; 6 - оптические датчики; 7 - термометры сопротивления; 8 - анемометр; 9 - блоки питания ФЭУ; 10 - прибор Ф-266; 11 - шлейфовый осциллограф

пронизывающие исследуемый объект. При движении двухфазного потока через эти участки на частицы падает световой поток, при этом каждая частица становится источником рассеяния света.

Под углом 90° от светового источника располагаются оптические датчики 6, фиксирующие суммарное изменение интенсивности отраженного от частиц света. Для снятия показаний с оптических датчиков применялся шлейфовый осциллограф 11. Температура газового потока измерялась термометрами сопротивления 7. Скорость потока на выходе из трубы измерялась анемометром 8.

При исследования процесса коагуляции необходимо качественно определить число и размеры частиц в просвечиваемом объеме. Для получения необходимых характеристик применяется оптический метод измерения, использующий явление рассеяния света при прохождении его через мутную среду. Для достижения

равенства температур по линии течения потока перед снятием показаний с датчиков диффузор и труба охлаждается, с помощью жидкого азота.

При попадании светового потока на объем двухфазной среды, каждая частица становится источником рассеяния света. Размеры частиц, и число их в просвечиваемом объеме определяют характер и интенсивность рассеяния света.

По измерениям ослабления света с применением таблиц светорассеяния определяется радиус частицы. Измерения, выполненные для разных длин волн проходящего света, используются для вычисления радиуса и числа частиц в объеме.

Для проверки адекватности уравнений коагуляции необходимо теоретически определить распределение спектра частиц по количеству и размерам в каждой точке просвечиваемого объема.

(В*

10

'У ч

ч к

точка 1 и вал аппрс ч. жсимации

18 N

10

\

точка 2

0,05 0,10 0,15 г, мкм

0,2 0,4 0,6 г, мкм

lgN

10

ЛяЛ

точка 3

N

10

6

ч

точка 4 л

0,5

0,6

0,7 г, мкм

0,8

0,9

1,0 г, мкм

Рис. 2 Сопоставление экспериментальных и расчетных данных --расчетные данные; Д - результаты эксперимента

С применением методики К.С. Шифрина были обработаны результаты экспериментального исследования для каждой точки, в которых проводилось снятие показаний оптическими датчиками. Полученные качественные результаты в виде экспериментальных данных представлены на рис. 2.

Для теоретического расчета процесса коагуляции необходимо определить начальные условия распределения спектра частиц по количествам и размерам в просвечиваемом объеме. Для этого были использованы результаты, полученные при проведении эксперимента в точке 1. Полученные экспериментальные значения в точке 1 аппроксимировались в кривую. Эти результаты использовались как начальные условия для теоретического расчета процесса коагуляции.

С применением уравнений математической модели теоретически определены изменения размеров и числа частиц в процессе их коагуляции в точках 2,3,4.

Эксперимент показал, что интенсивность отраженного света от частиц при течении двухфазного потока вдоль диффузора и трубы уменьшается. Уменьшение интенсивности светового потока, на участке трубы и диффузора длинною один метр, говорит о том, что на этом участке частицы растут. Измерения температуры вдоль потока в диффузоре и трубе не выявили заметной разности в показаниях термометров сопротивления. Это говорит об отсутствии роста частиц за счет переохлаждения потока. На основании чего предполагается наличие роста частиц за счет процесса тепловой коагуляции.

Расхождение между экспериментальными и расчетными данными в точках 2,3,4 составило менее 20 %.

В четвертой главе представлены результаты теоретического исследования процесса коагуляции частиц твердого СО2.

На рис. 3 представлены некоторые результаты исследования процесса расширения ПСТ в проточной части турбодетандера с учетом коагуляции частиц СОР.асчетные параметры приняты следующие: давление на входе в детандер рд = 0,2 МПа; расход ПСТ соответствует степени расширения Лд = 2; начальная массовая концентрация С02 в рабочем веществе g(• = 0,2; угол в сопловом аппа-

рате а/с= 13°.

При расширении ПСТ температура потока Т снижается, при чем темп ее снижения выше, чем температуры насыщения

Разность температур (переохлаждение) является главным факто-

ром влияющим на процесс кристаллизации твердой фазы. При наличии переохлаждения происходит образование и рост частиц твердого СО2 в проточной части ТД. При малых АТ, образуется сравнительно небольшое число зародышей, на которых происходит кристаллизация пара вплоть до полного снятия переохлаждения. При этом выделяется часть твердой фазы, вследствие чего радиус относительно небольшого числа частиц увеличивается. Рост частиц в результате процесса коагуляции на данном этапе практически не происходит из-за низкой концентрации числа образовавшихся зародышей. Со снижением температуры по ходу потока разность температур быстро нарастает вследствие этого активизируется все большее число зародышей, способных повлиять на рост частиц в процессе их коагуляции.

При ¿17 = 12,5-13 К возникает огромное число зародышей и резко возрастает массовая концентрация твердого СО? . Температура потока увеличивается и приближается к температуре насыщения 7^.

Рис. 3. Изменение параметров ПСТ в проточной части ТД с учетом процесса коагуляции: с, р и Т - абсолютная скорость, давление и температура потока; Т$ - температура насыщения; Л^, - число частиц образовавшихся в пределах условных сечений рабочего колеса; gт- массовая концентрация твердой фазы

В области максимального переохлаждения, называемой зоной Вильсона, наблюдается бурная спонтанная кристаллизация , сопровождающаяся выделением скрытой теплоты фазового перехода. Значительное увеличение числа частиц в зоне Вильсона приводит к их росту в процессе коагуляции. Так как за зоной Вильсона происходит дальнейшее расширение парогазовой смеси в рабочем колесе, то переохлаждение потока остается, несмотря на продолжающийся процесс кристаллизации.

Анализ зависимости числа частиц Ы, показывает, что самой многочисленной является группа частиц образовавшаяся при наибольшем значении ДТ. Как только прирост массы твердой фазы становится достаточно большим, температура пара начинает быстро расти, а ДТ - уменьшаться. Это замедляет рост радиуса

12

частиц в процессе тепломассообмена и массовой концентрации твердой фазы g| что уменьшает темп снижения АТ.

Спонтанная кристаллизация наблюдается в последней трети рабочего колеса. Первые частицы образуются в сечении х - 43 мм, последние при х = 53 мм. По мере движения вдоль проточной части образовавшиеся частицы увеличиваются в размере, образуя непрерывный спектр. Незначительное число твердых частиц, образовавшиеся в сечении х = 43 мм, являются наиболее крупными, а частицы, возникшие в зоне максимального переохлаждения наиболее мелкими.

47 49 51 53 х, мм 47 49 51 53 х, мм в) г)

Рис. 4 Изменение основных показателей при тепловой коагуляции в проточной части ТД

Сравнительный анализ полученных результатов с результатами, полученными без учета коагуляции частиц, позволяет сделать вывод о том, что в области исследуемых газодинамических ( Яд = 1,8 - 2,4, = 0,05 - 0,2) и геометрических

(an = 6° 52' - 20° 24') параметров процесс коагуляции практически не влияет на характер изменения Т, р, р, с В ТД

Для упрощения анализа процесса коагуляции, весь спектр образовавшихся частиц заменяется на четыре фракции (рис. 4 а), позволяющие отобразить рост частиц и изменение их числа с учетом коагуляции.

Анализ зависимости (рис. 4 б) изменения среднего радиуса частиц различных фракций показывает, что образовавшиеся частицы СО2 при течении вдоль проточной части растут. Радиус частиц первой фракции без учета процесса коагуляции на выходе из ТД составил 0,09 мкм, с учетом коагуляции - 0,13 мкм. Для более мелких частиц других фракций (фракции 2,3, 4) это изменение меньше.

Процесс коагуляции практически не влияет на изменение числа (рис. 4 в) и массовых долей (рис 4 г) фракций в проточной части ТД. Изменение массовых долей происходит в результате тепломассообмена твердой фазы с ПСТ. На рис. 5 показано изменение радиуса частиц фракций С02 на выходе из рабочего колеса ТД в зависимости K)i,gc при ак~ = '3°. Анализ зависимости показывает, что при увеличении £си ^размеры частиц возрастают. Это связано с тем, что увеличение по уравнению (3), приводит к возрастанию скорости ядрообразования, и как следствие к увеличению числа частиц N в единице объема. При увеличении N, происходит повышение интенсивности роста частиц в процессе коагуляции.

Анализ зависимости радиуса частиц фракций СО2 на выходе из рабочего колеса ТД от выходного угла 'aie профиля лопаток соплового аппарата при Яд = 2 и gç = 0,2 свидетельствует о том, что уменьшение угла а/с от 13° до 8° приводит к незначительному росту частиц. С уменьшением зона ядрообразования смещается к входному сечению канала проточной части ТД, это приводит к увеличению времени нахождения и коагуляции частиц в рабочем колесе, и как следствие к их росту в результате процесса тепломассообмена и коагуляции.

Изменение размеров частиц всего спектра для исследованных режимов работы ТД и геометрии проточной части составило не более 6 %.

Рис. 5 Изменение радиуса г частиц различных фракций на выходе из рабочего колеса в зависимости от

Рост частиц в процессе коагуляции продолжается за проточной частью ТД на линии трубопровода детандер-сепаратор. На рис. 6 представлено изменение радиуса, числа, массовых долей и коэффициента коагуляции частиц различных фракций на линии трубопровода детандер-сепаратор. Начало отсчета трубопровода ведется от ТД.

1,0 1,5 2,0 Х.М 0 0,5 1,0

в) г)

Рис. 6 Изменение радиуса Г, числа N массовой концентрации gт и коэффициента коагуляции К частиц различных фракций на линии трубопровода детандер-сепаратор

Когда число мелких частиц (фракции 4) значительно преобладает над более крупными (рис. 6, в) происходит интенсивный рост частиц в процессе их коагуляции. Когда число мелких частиц становится соизмеримо с числом более крупных, интенсивность роста частиц при коагуляции постепенно затухает, и процесс тепловой коагуляции почти полностью заканчивается на расстоянии х = 2 м от ТД (рис 6, а). Преобладающей является фракция 3 со средним радиусом ~ 1 мкм.

Изменение массовой доли частиц более сложно (рис 6, б) Для мелких частиц (фракция 4) она уменьшается вследствие поглощения крупными частицами, а для крупных частиц (фракции 1,2)- возрастает. Массовая доля частиц промежуточных размеров (фракция 3) сначала возрастает, а затем по мере исчезновения мелких частиц начинает уменьшаться.

На рис. 6, г представлены значения коэффициента коагуляции частиц различных фракций вдоль трубопровода. Коэффициент коагуляции возрастает по мере движения потока вдоль трубопровода. Это связано с ростом размеров частиц при их коагуляции. Для крупных фракций коэффициент коагуляции в несколько раз выше, чем для мелких. Это связано с тем, что вероятность столкновения крупных частиц с более мелкими больше по сравнению с вероятностью столкновения мелких частиц друг с другом.

При коагуляции крупных частице мелкими размер получившихся агломератов практически не отличается от размеров крупных частиц. Данный эффект уменьшает полидисперсность аэрозолей в потоке при их коагуляции.

Одним из важных критериев оценки процесса коагуляции является время за которое происходит полная тепловая коагуляция частиц. Это время зависит от числа и начальных размеров частиц в единице объема, которые в свою очередь определяются параметрами переохлаждения потока, массовой концентрацией ПСТ, давлением на входе в ТД и геометрией проточной части.

При течении ПСТ за ТД в следствии увеличения проходного сечения канала происходит уменьшение скорости потока. Время процесса тепловой коагуляции не зависит от изменения скорости потока. Изменение скорости потока приводят лишь к смещению сечения завершения процесса коагуляции вдоль трубопровода рис. 7. Данная зависимость позволяет по известной скорости газовой фазы определить место расположения сечения завершения процесса тепловой коагуляции.

Так, например, если скорость в трубопроводе составляет 20 м/с, то процесс тепловой коагуляции закончится в пределах одного метра от ТД.

В разработанном ТХЭА в качестве сепаратора был установлен циклон. Экспериментальные исследования показали относительно низкую эффективность сепарации частиц. Это было связано с их малыми размерами на входе в сепаратор. На основании выполненных исследований предлагается инженерное решение, задачей которого является увеличение размеров частиц за счет их кинематической коагуляции и как следствие повышение выхода твердой фазы СО2. Кинематическая коагуляция частиц происходит в процессе изменения скорости газовой фазы. Указанная задача достигается тем, что между ТД и сепаратором дополнительно устанавливается кристаллизатор (рис 8). Кристаллизатор состоит их стабилизирующего канала 1 и диффузора 2

Расчетами установлено, что облако частиц средним радиусом г = 0,05 мкм ведет себя аналогично газовой примеси. Эти частицы практически не реагируют на изменение скорости потока вследствие их небольших размеров. Частицы радиусы которых превышают 1 мкм подвержены влиянию изменения скорости потока. При изменении скорости потока частицы размеры, которых лежат в пределах I мкм под действием сил сопротивления и инерции приобретут различные скоро-

сти движения. Это приведет к увеличению размеров частиц в процессе их кинематической коагуляции.

При течении ПСТ за ТД без кристаллизатора, за счет увеличения проходного сечения канала происходит уменьшение скорости потока. В данном случае рост частиц в следствии кинематической коагуляции не происходит в виду того, что они будут меньше 1 мкм.

Принцип работы кристаллизатора. После ТД устанавливается стабилизирующий канал таким образом, что бы скорость потока по всей длине трубопровода была постояньой. Далее в сечении завершения процесса тепловой коагуляции, там, где частицы имеют средний радиус ~ 1 мкм, устанавливается диффузор для понижения скорости потока. Понижение скорости потока в диффузоре приведет к росту частиц в процессе их кинематической коагуляции. Рост частиц на входе в сепаратор приведет к повышению выхода твердой фазы СО2 в сепараторе.

Исследования процесса коагуляции на линии трубопровода детандер-сепаратор выявили, что средний радиус частиц с учетом коагуляции не превышает 2 мкм. Из таблицы 1 видно, что эффективность очистки циклонов для частиц размеры которых не превышают 5 мкм менее 60%, а эффективность очистки рукавного фильтра для частиц более 0,5 мкм - 99%.

Учитывая приведенные результаты, предлагается дополнительно установить или заменить циклон на рукавный фильтр, который имеет более высокую эффективность отделения частиц в данных условиях. Это позволит повысить выход твердой фазы СО2.

Таблица 1

Тип очистки Дипазом Улавливаемых частиц Эффективность очистки метких фракций Сложность изготовления и установки Надежность Эксплуатационные энергозатрат ы

Мкм % по пятибальной шкапе в % отн лектроф-в

Циклоны от 5 60-70 1 5 25

Рукавные фильтры от 0,5 99 4 3 75

Электрофильтры от 0,5 99 5 3 100

Выводы

1. Разработана обобщенная математическая модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СО2 в проточной части турбодетандера, при решении которой установлено:

- при течении ПСТ в проточной части турбодетандера процесс коагуляции не вызывает значительный рост частиц твердого СО2;

- при всех режимных и геометрических параметрах, представляющих практический интерес, заметный рост частиц в процессе их коагуляции не происходит, изменение размеров и числа частиц в исследуемом диапазоне работы детандера составляет не более 6 %;

- расчетами не выявлено заметного влияния коагуляции частиц на характер изменения давления, плотности, скорости, температуры, переохлаждение потока, массовой концентрации твердой фазы и скорости ядрообразования вдоль проточной части турбодетандера;

- в исследованном диапазоне режимных и геометрических параметров проточной части диаметр частиц на выходе из рабочего колеса турбодетандера не превышал 1 мкм, что меньше допустимых размеров по условиям износа;

- процесс коагуляции происходит на относительно малой длине рабочего колеса и продолжается за проточной частью турбодетандера.

2. Экспериментально подтверждена адекватность математической модели применительно к процессу коагуляции частиц СО2 Показано качественное совпадение расчетных и экспериментальных данных. Расхождение между ними составило менее 25 %.

3. Создан экспериментальный стенд для исследования коагуляции частиц твердого СО2.

4. Проведен анализ процесса коагуляции частиц СО2 на линии трубопровода детандер-сепаратор. Установлено:

- в области исследуемых параметров процесс коагуляции практически полностью заканчивается в трубопроводе на расстоянии двух метров от турбоде-тандера. Средний размер частиц при этом составляет ~ 1мкм;

- процесс тепловой коагуляции уменьшает полидисперсность аэрозолей в потоке газа;

- интенсивность процесса коагуляции не зависит от скорости потока.

5. На основании обобщения результатов экспериментов и численного исследования на математической модели даны рекомендации по конструированию кристаллизатора, предназначенного для увеличения размера частиц твердого СО2 в процессе их коагуляции. Получен патент на полезную модель.

6. С учетом всех выше изложенных результатов экспериментальных и теоретических исследований даны рекомендации по выбору сепаратора выделяющего твердую фазу из газового потока ПСТ.

Список публикаций по теме диссертации

1. Галдин, В.Д. Установка для производства твердого диоксида углерода из дымовых газов / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В., Крюков А.В. // Динамика систем механизмов и машин: Тез. докл. II Междунар. науч.-техн.конф. (12-14 нояб. 2002 г.). -Омск, 2002.-С. 415.

2. Галдин, В.Д. Математическая модель коагуляции твердого диоксида углерода при расширении дымовых газов в турбодетандере / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. // Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: Тез. докл. II Междунар. науч.-техн.конф. (9-12 нояб. 2003 г.). - С. Пб, 2003. - Ч. 2. - С. 228-232.

3. Галдин, В.Д. Математическая модель коагуляции твердого диоксида углерода при расширении дымовых газов в турбодетандере / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. // Динамика систем механизмов и машин: Тез. докл. II Междунар. науч.-техн.конф. (12-14 нояб. 2002 г.). - Омск, 2002. - С. 415.

4. Галдин, В.Д. Математическая модель коагуляции твердого диоксида углерода при расширении дымовых газов в турбодетандере / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. // Омский научный вестник. - Омск: ОмГТУ, 2002. - Вып. 21. - С.70-72.

5. Галдин, В.Д. Результаты расчета математической модели коагуляции твердого диоксида углерода при расширении продуктов сгорания топлива в турбине. / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. Осипов А.В. // Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе: Тез. докл. науч.-техн. конф. (4-6 июня 2003 г.). -Омск, 2003.-С. 119.

6. Галдин, В.Д. Результаты расчета процесса коагуляции твердого диоксида углерода при расширении дымовых газов в турбодетандере / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. // Омский научный вестник. - Омск: ОмГТУ, 2003. - Вып. 21. -С.80-83.

7. Пат. на полезную модель № 32831 Россия, МПК Б 01 К 25/00. Комплексная парогазовая установка. / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. (Россия). -№ 2003115262; Заявлено 23.05.03; Опубл. 27.09.03, Бюл. № 27. - 2 с: ил.

Отпечатано с оригинала-макета, предоставленного автором

ИД №06039 от 12.10.2001

Подписано к печати 24.05.2004. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16 Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 1,25. Уч.-изд. л. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 336.

Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр-т. Мира, 11 Типография ОмГТУ

-14044

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ. ПОСТАНОВКА * ^ 10 > ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИИ

1.1. Процесс расширения продуктов сгорания топлива с кристаллизацией диоксида углерода в турбодетандере

1.2. Теоретические исследования процесса коагуляции частиц

1.3. Экспериментальные методы исследования процесса коагуляции

1.4. Выводы и постановка задач исследований

2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА С ОБРАЗОВАНИЕМ И КОАГУЛЯЦИЕЙ ЧАСТИЦ ТВЕРДОГО ДИОКСИДА УГЛЕРОДА В ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБОДЕТАНДЕРА

2.1. Основные уравнения течения ПСТ с образованием твердой фазы диоксида углерода в проточной части турбодетандера о о

Уравнения тепловой коагуляции

2.3. Алгоритм численного решения системы уравнений математической модели

3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ

3.1. Схема экспериментального стенда

3.2. Методика обработки экспериментальных данных

3.3. Сравнение результатов экспериментальных и теоретических исследований

3.4. Погрешности измерений

3.5. Проверка математической модели на адекватность

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОЦЕССА КОАГУЛЯЦИИ ЧАСТИЦ ДИОКСИДА 78 УГЛЕРОДА

4.1. Результаты расчета математической модели коагуляции твердого диоксида углерода в проточной части турбодетандера ' 4.2. Исследование процесса коагуляции частиц твердого диоксида углерода на линии трубопровода детандер - сепаратор 4.3. Повышение выхода твердой фазы диоксида углерода из потока продуктов сгорания топлива

На современных предприятиях во многих технологических процессах пищевой и нефтехимической промышленности, в торговле и машиностроении широко используется искусственный холод. При этом в качестве хладоносите-лей часто применяется сухой лед (твердый диоксид углерода СОг).

Твердый СО2 используется в технологических процессах машиностроения, при холодной посадке деталей, холодной закалке специальных сталей, сухой лед применяют для получения из него газообразного СО2 высокой чистоты, необходимого при выполнении сварки особо ответственных деталей, для очистки поверхностей деталей и узлов от краски и эпоксидных смол. Получающийся при газификации СО2 газ применяют для сварки паровых и газовых турбин, сосудов из металла большой толщины, работающих под давлением, в химической промышленности при обработке пластмасс и резино-технических изделий. Диоксид углерода применяют в сельском хозяйстве для повышения качества силоса, использование СОг в процессах добычи нефти позволяет увеличить нефтеотдачу пластов на 8 -16 % и ускорить темпы разработки нефтяных месторождений [81].

В последние годы разработке технологий и способов уменьшения выбросов СО2 уделяется все больше внимания. В мировом масштабе 75-80 % выбросов СО2 вызвано сжиганием органических топлив. Под влиянием накапливающихся в атмосфере многомолекулярных газов: водяного пара, диоксида углерода, оксидов азота и др., поглощающих инфракрасное излучение с поверхности земли, возникает «парниковый эффект», что способствует повышению температуры атмосферы, таянию ледников и нарушению погодообразования. При этом наибольший вклад в «парниковый эффект» (80%) вносят выбросы СОг .

Указанные обстоятельства требуют интенсификации исследований по снижению выбросов СО2. Хранение полученного СОг возможно на глубине мирового океана или в истощенных месторождениях нефти.

Существующее производство СОг, основанное на специальном процессе сжигания топлива с последующим абсорбционно - десорбционным методом извлечения СО2 из дымовых газов, отличается большой энерго метало - и трудоемкостью, сложностью осуществления процесса, низкими экономическими показателями. Анализ развития производства СО2, указывает на то, что одним из перспективных способов получения твердого СО2 может стать его вымораживание из потока продуктов сгорания топлива (ПСТ), расширяющихся в турбодетандере.

Отличительной особенностью этого способа является работа турбодетан-дера в условиях, фазового превращения части рабочего вещества, когда возможно образование и рост в проточной части машины крупных кристаллов твердого СО2 .

Из вышеизложенного вытекает актуальность разработки и исследования вопросов, связанных с образованием и ростом частиц твердого СО2 в процессе расширения газового потока в осевом турбодетандере.

Научные исследования в области создания энергоустановок для производства сухого льда проводятся в Центральном котлотурбинном институте им. И.И.Ползунова, Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий, во Всесоюзном государственном научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте энергетической промышленности, в Омском государственном техническом университете.

Первая в мировой практике опытно-промышленная установка для комплексного производства теплоты и твердого диоксида углерода создана по разработкам на Омском заводе кислородного машиностроения НПО «Сибкриотех-ника». Выполненные экспериментальные исследования подтвердили правильность научных предпосылок и рациональность принятых при его создании инженерных решений. Результаты проведенных исследований используются при создании комплексных парогазовых установок с внутрицикловой газификацией твердого топлива и отделением твердого СО2 больших производительностей.

В настоящей диссертационной работе рассмотрены основные вопросы, создания математической модели течения ПСТ с образованием и коагуляции частиц СОг, а также экспериментального подтверждения адекватности уравнений процесса коагуляции предложенной математической модели.

В первой главе дается описание принципиальной схемы получения твердого СО2 из продуктов сгорания топлива, а также установки для комплексного производства теплоты и твердого СОг, анализируются результаты исследования процесса кристаллизации СО2, в объеме газового потока расширяющегося в турбодетандере. Приводится краткий анализ основных работ по математическому моделированию и экспериментальным исследованиям процесса коагуляции. Анализ литературных данных позволил сформулировать цель и задачи исследований.

Вторая глава посвящена представлению основных уравнений течения ПСТ в турбодетандере, представлению ряда вопросов теории броуновского движения частиц, разработке обобщенной математической модели течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СОг в проточной части турбоде-тандера. Даны основные объекты теоретического исследования, расчетные уравнения, характеристики проточной части турбодетандера и алгоритм численного решения системы уравнений математической модели.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям, на основании результатов которой осуществлялась проверка адекватности уравнений коагуляции входящих в математическую модель. Приведена схема экспериментального стенда и методика измерения основных параметров двухфазного потока. Представлены теоретические методы обработки экспериментальных данных. Приведены основные результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса коагуляции частиц твердого СОг и выполнено их сравнение. Произведена оценка погрешности результатов эксперимента.

В четвертой главе приведен анализ роста частиц СОг при их коагуляции, в проточной части турбодетандера и на линии трубопровода детандер-сепаратор.

Выполнен анализ влияния конструктивных параметров на процесс коагуляции частиц. Проведен анализ влияния коагуляции частиц СОг на характер изменения основных параметров потока в проточной части турбодетандера. Даны рекомендации по рациональному конструированию кристаллизатора, и по выбору сепаратора твердого СО2.

Научная новизна работы:

1. Разработана обобщенная математическая модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СО2 в проточной части турбодетандера.

2. Исследовано влияние начальных параметров ПСТ и геометрии проточной части детандера на рост частиц в процессе коагуляции.

3. Проведен анализ влияния процесса коагуляции частиц на характер изменения основных параметров потока в проточной части турбодетандера.

4. Проведен анализ процесса коагуляции частиц СОг на линии трубопровода детандер-сепаратор.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Создан экспериментальный стенд для исследования процесса коагуляции частиц СОг.

2. Даны рекомендации по рациональному конструированию кристаллизатора, предназначенного для увеличения размера частиц СО2 в процессе их коагуляции.

3. Даны рекомендации по выбору сепаратора твердого СО2.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 статьи, 4 тезиса докладов, 1 патент на полезную модель.

Объем работы. Работа состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы. Диссертация содержит: 124 страницы, 37 рисунков, 5 таблиц. Список литературы включает 134 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Применение турборасширительных машин в установках получения твердого диоксида углерода путем его вымораживания из продуктов сгорания топлива представляет собой одно из актуальных направлений в холодильной технике. Отдельные случаи практического применения турбодетандеров в двухфазных режимах работы позволили положительно оценить их возможность в работе на продуктах сгорания топлива с частичной кристаллизацией и коагуляцией частиц твердого диоксида углерода.

Целью настоящей диссертационной работы являлось получение теоретически и экспериментально обоснованных рекомендаций по увеличению выхода твердой фазы диоксида углерода из потока продуктов сгорания топлива, на основе исследования процесса коагуляции.

При этом были решены следующие задачи:

1. Разработана обобщенная математическая модель течения ПСТ с образованием и коагуляцией частиц твердого СО2 в проточной части турбодетандера, при решении которой установлено:

- при течении ПСТ в проточной части турбодетандера процесс коагуляции не вызывает значительный рост частиц твердого СО2;

- при всех режимных и геометрических параметрах, представляющих практический интерес, заметный рост частиц в процессе их коагуляции не происходит;

- расчетами не выявлено заметного влияния коагуляции частиц на характер изменения давления, плотности, скорости, температуры, переохлаждение потока, массовой концентрации твердой фазы и скорости ядрообразования вдоль проточной части турбодетандера;

- в исследованном диапазоне режимных и геометрических параметров проточной части диаметр частиц на выходе из рабочего колеса турбодетандера не превышал 1 мкм, что меньше допустимых размеров по условиям износа;

- процесс коагуляции происходит на относительно малой длине рабочего колеса и продолжается за проточной частью турбодетандера.

2. Экспериментально подтверждена адекватность математической модели, применительно к процессу коагуляции частиц СО2 . Показано качественное совпадение расчетных и экспериментальных данных. Расхождение между ними составило менее 25%.

3. Создан экспериментальный стенд для исследования коагуляции частиц твердого СО2.

4. Проведен анализ процесса коагуляции частиц СО2 на линии трубопровода детандер-сепаратор. Установлено:

- в области исследуемых параметров процесс коагуляции практически полностью заканчивается в трубопроводе на расстоянии двух метров от турбодетандера. Средний размер частиц при этом составляет ~ 1мкм;

- изменение размеров и числа частиц в исследуемом диапазоне работы детандера составляет 6 % и практически не влияет на время коагуляции;

- процесс тепловой коагуляции уменьшает полидисперсность аэрозолей в потоке газа;

- интенсивность процесса коагуляции не зависит от скорости потока.

5. На основании обобщения результатов экспериментов и численного исследования на математической модели даны рекомендации по рациональному конструированию кристаллизатора, предназначенного для увеличения размера частиц твердого СО2 в процессе их коагуляции. Получен патент на полезную модель.

6. С учетом всех выше изложенных результатов экспериментальных и теоретических исследований даны рекомендации по выбору сепаратора выделяющего твердую фазу из газового потока ПСТ.

1. A.c. 109673 СССР. КД.22 /'. 33. Способ получения твердой С02 из смеси газов / М.П. Ковалев (СССР). - 575568 / 246 от 16.03.40; Опубл. 1957. Бюл. №11.

2. A.c. 851027 СССР. МКИ3 Г 25 В 29/00. Теплохладоэнергетический агрегат / В.И. Гриценко, В.Д. Галдин, А.П. Болштянский и Ю.Д. Терентьев (СССР). 2839052/23-06; Заявлено 11.11.79; Опубл. 30.07.81. Бюл. № 26.

3. Алтунин, В.В. Теплофизические свойства двуокиси углерода. М.: Изд-во стандартов, 1975. - 546 с.

4. Амелин, А.Г. Теоретические основы образования тумана при конденсации пара. М.: Химия, 1972. - 304 с.

5. Андрющенко, А.И. Основы термодинамических циклов теплоэнергетических установок. 2-е изд., перераб. М.: Высшая школа, 1977. - 280 с.

6. Андрющенко, А.И. Термодинамические основы комбинированных циклов теплоэнергетических установок. Изв. вузов. Энергетика, 1979.- № 1. - С. 51-54.

7. Ардашев, В.И. Методика расчета параметров двухфазного потока в турбо-детандере / Ардашев В.И., Жолшараев А. Плачендовский Д.И. / / Глубокий холод и кондиционирование: Тр. МВТУ. М., 1979. - Вып. 296. - С. 57-61.

8. Бабуха, Г.Л. Экспериментальное исследование взаимодействия капель жидкости / Бабуха Г. Л., Сменковская П. Т., Шрайбер А. А. / / Гидромеханика: Сб. -Киев: Наукова думка, 1971. Вып. 18. - С. 76 - 79.

9. Бабуха, Г.Л. Расчет двухфазных потерь в соплах при наличии коагуляции и дробления капель конденсата / Бабуха Г. Л., Стернин Л. Е., Шрайбер А. А. / / Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1971. № 1. С. 175-177.

10. Бабуха, Г.Л. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфаз ных потоках / Бабуха Г. Л., Шрайбер А. А. Киев: Наукова думка, 1972. 175 с.

11. Багдасарова, И.Р. Моделирование процесса коагуляции в пространственно однородном случае / Багдасарова И. Р., Галкин В. А. / / Математическое моделирование. -1999. Т. И,№6.-С. 82-112.

12. Бадылькес, И.С. Способ производства сухого льда фракционной сублимацией с применением абсорбционно- компрессорной холодильной установки // Холодильное дело. 1935. - №5. - С. 28-33.

13. Бахвалов, Н.С. О существовании в целом регулярного решения квазилинейной гиперболической системы / / ЖВМ и МФ, 1970, Т. 10, №4, С. 969-980.

14. Бухарин, H.H. Комплексное теплохладоснабжение промышленных предприятий с использованием авиационных ГТД. Труды ЛТИХП, Д., 1970. С. 5860

15. Вайсман, М.Д. Термодинамика парожидкостных потоков. Д.: Энергия, 1967.-272 с.

16. Ван Де Хюлст, Г. Рассеяние света малыми частицами. М.: 1961. 536 с.

17. Варенков C.B. К определению параметров двухфазного потока в турбодетандере / Варенков C.B., Медведков Е.А., Коробченко A.C. / / Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Д.: ЛТИХП, 1983. -С. 91-94. 25

18. Венедиктов, В.Д. Турбины и реактивные сопла на двухфазных потоках. -М.: Машиностроение, 1965. 193 с.

19. Вике, М. Новый метод измерения распределения размеров капель в двух-вазном потоке / Вике М., Даклер А. / / Достижения в области теплообмена. М. Мир, 1970.-24 с.

20. Волощук, В.М. Кинетическая теория коагуляции. Д.: Гидрометеоиздат. -1984. -125 с.

21. Волощук, В.М. Процессы коагуляции в дисперсных системах / Волощук В. М., Седунов Ю. С. Д.: Гидрометеоиздат. - 1975. 224 с.

22. Воронцов, В.Д. Экспериментальное определение размеров капель при течении влажного водяного пара в соплах / / ТВТ. 1976. - № 3. - С. 568-574.

23. Галдин, В.Д. Экспериментальный стенд для исследования турбодетандера / Галдин В.Д., Карачкова И.Р. // Совершенствование холодильных и компрессорных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1984. - С. 59-64.

24. Галдин, В.Д. Математическая модель коагуляции твердого диоксида углерода при расширении дымовых газов в турбодетандере / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. / / Ред. журн. «Омский научный вестник». Омск: ОмГТУ, декабрь, 2002. Вып. 21. - С.70-72.

25. Галдин, В.Д. Результаты расчета процесса коагуляции твердого диоксида углерода при расширении дымовых газов в турбодетандере / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В. / / Ред. журн. «Омский научный вестник». -Омск: ОмГТУ, декабрь, 2003. Вып. 21. С.80-83.

26. Галдин, В.Д. Производство и применение сухого льда: Учеб. пособие. -Омск: Изд-во ОмГТУ, 2000. 172 с.

27. Галкин, В.А. О решениях уравнения коагуляции / / Дифференц. уравнения. -1981.-Т. 17,№4.

28. Галкин, В.А. Обобщенное решение уравнения Смолуховского для пространственно неоднородных систем / / ДАН СССР. 1987. - Т. 293, №1. -С. 74-77.

29. Галкин, В.А. Уравнение Смолуховского. -М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. с. 336.

30. Галкин, В.А. Методы расчета задач физической кинетики. Обнинск: Изд-во МИФИ, 1981. - 60 с.

31. Галкин, В.А. Методы расчета задач физической кинетики. Обнинск: Изд-во ИАТЭ, 1995. - 171 с.

32. Головин, A.M. К вопросу о решении уравнения коагуляции дождевых капель с учетом конденсации / / ДАН СССР. 1963. - Т. 148, № 6. - С. 1290-1293.

33. Головин, A.M. О кинетическом уравнении коагулирующих облачных капель с учетом конденсации. / / Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1963. - № 10. -С. 1571-1580.

34. Головин, A.M. О спектре коагулирующих облачных капель. 2 II Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1963. № 9. - С. 1438-1447.

35. Головин, A.M. Решение уравнения коагуляции облачных капель в восходящем потоке воздуха / / Изв. АН СССР. Сер. геофиз. 1963. № 5. - С. 783-791.

36. Головин, В.А. Разработка и исследование ЛРА для однофазных и двухфазных сред / / Проблемы совершенствования и исследования турбомашин. М.: МЭИ. 1975. С. 65-71 (Тр. МЭИ; Вып. 306).

37. Горбачев C.B. О верхнем пределе устойчивости капель при их соударении / Горбачев C.B., Никифорова В. М. / / Журнал геофизики. 1935. - Вып. 2, № 5. -с. 237-246.

38. Грин, X. Аэрозоли пыли, дымы и туманы / Грин X,. Лейн В. Л.: Химия, 1972.-428 с.

39. Гриценко, В.И. Исследование радиального детандера воздушной холодильной машины в области умеренно-низких температур. Автореф. дис. канд. техн. наук (05.04.03). Л., 1975, 28 с.

40. Гриценко, В.И. Энергетические установки для совместного производства тепла и холода: Учеб. пособие. Омск: ОмПИ, 1980. - 80 с.

41. Гриценко, В.И. Энергоустановки, для комплексного производства тепла и холода / Гриценко В.И., Грейлих A.A., Ложкин А.Н. / / Холодильные и компрессорные машины: Межвед.сб. науч. тр. Новосибирск, НИСИ, 1978, с. 3-6.

42. Гриценко, В.И. Турбодетандер осевого типа для системы комбинированного тепло- хладоснабжения / Гриценко В.И., Губайдулин Н.Л., Приходченко A.B. -Химическое и нефтяное машиностроение. Реф. сб. ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. -М., 1975.-№ 1.С. 33-34.

43. Гриценко, В.И. Определение рациональных соотношений давлений в тур-бомашинах теплохладоэнергетической установки / Гриценко В.И., Приходченко A.B. / / Повышение эффективности холодильных машин: Межвуз. сб. науч. тр.-Л., 1982.-С. 106-114.

44. Гриценко, В.И., Терентьев Ю.Д. Анализ процесса получения твердой двуокиси в теплохладэнергетическом агрегате / Гриценко В.И., Терентьев Ю.Д. / / Холодильные и компрессорные машины: Межвуз. сб. науч. тр. Омск, 1980. -С 8-12.

45. Гришин, С.Д. Неравновесное двухфазное течение в сопле Лаваля с коагуляцией частиц полидисперсного конденсата / Гришин С. Д., Тишин А. П., Хай-рутдинов Р.И. / / Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1969. - № 2. -С. 112 — 117.

46. Губайдулин, Н.Л. Исследование характеристик осевого турбодетандера и турбонагнетателя: Автореф. дис. канд. техн. наук (05.04.03) Л., 1975. - 23 с.

47. Данилов, М.М. Особенности процесса получения твердого диоксида углерода в низкотемпературных турбодетандерах: Автореф. дис. канд. техн. наук (05.04.03) СПб., 2003. - 16 с.

48. Данилов, М.М. Опытный стенд для получения сухого льда на Ленхладоком-бинате / Данилов М.М., Коробченко A.C., Суетинов В.П. // Тез. докл. Всесоюз. науч.-практ. конф. «Интенсификация производства и применения искусственного холода». Л., 1986. С. 41-42.

49. Дейч, М.Е. Газодинамика двухфазных сред / Дейч М.Е., Филлипов Г.А. -М.: Энергия, 1968. 423 с.

50. Дерягин, Б.Г. Исследование коагуляции ВДА. / Дерягин Б.Г. Власенко Г.В. //ДАН СССР, Т. 63. 1948. с 155.

51. Доббинс, Г. Измерение средних размеров частиц струи по дифракционному рассеянию света. / / Ракетная техника и космонавтика. — 1963. № 8. С. 157- 162.

52. Драйнер, Н. Прикладной регрессионный анализ / Драйнер Н., Смит Г. М., 1973.-с. 124.

53. Исследование характеристик теплохладоэнергетических агрегатов для предприятий мясной и молочной промышленности / Ложкин А.Н„ Отчет по х.д, работе № 124, № гос. per. 73021969,. Л., 1973.

54. Кириллов, И.И. Основы теории влажнопаровых турбин 7 Кириллов И.И., Яблоник P.M. М.: Машиностроение, 1968. - 264 с.

55. Комплексная парогазовая установка: Патент на полезную модель № 32831 РФ, МПК F 01 К 25/00. 2003115262; Заявлено 23.05.03; Опубл. 27.09.03, Бюл. №27. - 2 е.: ил. / Галдин В.Д., Кондратьев Н.В.

56. Кошкин, H.H. Исследование газовой холодильной машины в режиме получения сухого льда / Кошкин H.H., Суетинов В.П. / / Машины и аппараты холодильной и криогенной техники и кондиционирования воздуха. Межвуз. сб. науч. тр. № 1 / ЛТИ, Л., 1976. С. 6-10.

57. Кошкин, H.H. Получение сухого льда вымораживанием в турбодетандере ГХМ / Кошкин H.H., Суетинов В.П., Шестаков В.В., Данилов М.М. / / Исследование холодильных машин. Межвуз. сб. научн. тр./ЛТИ, Л., 1978. с. 50-57.

58. Кроув, С. Исследование роста частиц в сопле ракетного двигателя / Кроув С., Уиллогби. Дж. / / Ракетная техника и космонавтика. 1967, № 7, с. 106 111.

59. Кружков С.Н. К методам построения обобщенных решений задачи Коши для квазилинейного уравнения первого порядка / / УМН, 1965, Т. 20, № 6, С. 112-118.

60. Кружков, С.Н. Квазилинейные уравнения первого порядка со многими независимыми переменными / / Матем. сб., 1970, Т. 81, № 2, С. 228-255.

61. Кузнецов, H.H. Об одном обобщении теоремы Глимма / Кузнецов Н. Н., Тупчиев В. А. / / ДАН СССР, 1975, Т. 221, № 2 С. 287-290.

62. Левин, Л.М. О функциях распределения облачных капель по размерам. Оптическая плотность облака. — «Известия АН СССР. Серия геофизическая», 1958, № 10, с. 1211-1224.

63. Левин, Л.М. Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, 1961,267 с.

64. Левин, Л.М. О турбулентно-гравитационной коагуляции облачных капель / Левин, Л.М., Седунов Ю. С. / /ДАН СССР, 1965, № 3, с. 552 — 555.

65. Ложкин, А.Н. Комбинированные парогазовые установки и перспективы их использования в теплоэнергетике. В кн.:Проблемы , использования газа в теплосиловых установках. - М.: Госэнергоиздат, 1959.

66. Ложкин, А.Н. Перспективы развития энергоустановок по комбинированному парогазовому циклу и особенности рабочего процесса. В кн.: Комбинированные парогазовые установки с высоконанорным парогенератором. М., ЦБТИ, 1962.

67. Ложкин, А.Н. Энергоустановки по комбинированному парогазовому циклу постоянного давления горения / Ложкин А.Н., Гельтман А.Э. II В кн.: Комбинированные установки и циклы. Сб. тр. Л., 1962.

68. Ложкин, А.Н. Теплохладоэнергетические агрегаты и их характеристики / Ложкин А.Н., Кошкин H.H. / / В кн.: Криогенная техника. МИХ. М., 1975.

69. Лойцянский, Л.Г. Механика жидкости и газа. М., «Наука», 1970, 904 с.

70. Маллин, Д.В. Кристаллизация. -М.: Металлургия, 1965. -342 с.

71. Мартынов, Г.А. О решении кинетического уравнения коагуляции / Мартынов Г. А., Баканов С. П. / / М.: Из во АН СССР. В кн: Исследования в области поверхностных сил. 1961, 220-229.

72. Мюллер, X. Коагуляция коллоидов с частицами, имеющими форму «палочек» и «листочков», теория любых полидисперсных систем и коагуляция при течении / / М.: ОНТИ, в кн: Коагуляция коллоидов. 1936, С. 74-98.

73. Пименова, Т.Ф. Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода. М.: Лег. и пищ. пром-ть, 1982. 208 с.

74. Носовицкий, А.И. Газодинамика влажнопаровых турбинных ступеней / Но-совицкий А.И., Шпензер Г.Г. Л.: Машиностроение, 1977. - 182 с.

75. Олейник, O.A. О задаче Коши для нелинейных уравнений в классе разрывных функций // УМН, 1954, Т. 9, № 3, С. 231 233.

76. Олейник, O.A. Разрывные решения нелинейных дифференциальных уравнений // УМН, 1957, Т. 12, № 3, С. 63-73.

77. Приходченко, A.B. Исследование переменных режимов теплохладоэнерге-тического агрегата с газовой турбиной авиационного типа. Дис. канд. техн. наук, Л., ЛТИХП, 1980.

78. Рахманов, Ю.А. Совместное производство тепла, электрической энергии и углекислоты в комбинированных установках. В кн.: холодильная техника. Сб. матер, респ. научн. конфр. Л., 1972, с. 142-148.

79. Реклейтис, Г. Оптимизация в технике: Пер. с англ. Реклейтис Г., Рейвиндран А., Рэгсдел К. М.: Мир, 1986, Кн. 1. - 349 с.

80. Ринкявичюс, Б.С. Лазерная анемометрия квазимонодисперсных двухфазных потоков. / / Парожидкостные потоки. Минск: ИТМО АН БССР. 1977. 123.

81. Ринкявичюс, Б.С. Лазерная анемометрия. М.: Энергия, 1978.

82. Рождественский, Б.Л. Разрывные решения систем квазилинейных уравнений гиперболического типа / / УМН, 1960, Т. 15, № 6, С. 59-116.

83. Сафронов, B.C. Частный случай решения уравнения коагуляции / / ДАН СССР, 1962, Т. 147, № 1, С. 64-67.

84. Смолуховский, М. Опыт математической теории кинетики коагуляции коллоидных растворов / / М.: ОНТИ, в кн: Коагуляция коллоидов. 1936. С. 7-39.

85. Соловьев, А.Д. Слияние капель жидкости при соударениях. — «Труды ЦАО». М., 1969, вып. 89, с. 3 25.

86. Степанов, A.C. Вывод уравнения коагуляции для броуновски движущихся частиц / / Труды ИЭМ, 1971, вып. 23, С. 42-64.

87. Степанов, A.C. К выводу уравнения коагуляции / / Труды ИЭМ, 1971, вып. 23, С. 3-16.

88. Степанов, A.C. Кинетическое уравнение диффузионного роста капель / / Изв. АН СССР, Физ. атмосферы и океана, 1972, Т. 8, № 8 С. 853-865.

89. Стернин, JI.E. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974. - 212 с.

90. Суетинов, В.П. Исследование способа получения твердой двуокиси углерода методом расширения газового потока в турбодетандере. Автореф. дис. канд. техн. наук (05.04.03). Л., 1978. - 22 с.

91. Суетинов, В.П. Особенности совместной работы элементов теплонасос-ной системы комбинированного теплохладоснабжения предприятий. В кн.: Холодильная техника. Сб. матер, респуб. научн. конф. - Л., 1972, с 154-156.

92. Тверская, И.П. Результаты экспериментальных исследований коагуляции капель воды / Тверская И. П., Юдин И. П. / / Труды Ленинградского гидрометеорологического института. 1956, вып. 5 6,. с. 263 - 267.

93. Теверовский, E.H. Перенос аэрозольных частиц турбулентными потоками / Теверовский E.H., Дмитриев Е.С. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 160 с.

94. Тихомиров, М.В. Исследование константы коагуляции. / / Сб. «Коагуляция коллоидов», № 7, 1936, с. 185.

95. Тихонов, А. Н. О разрывных решениях квазилинейных уравнений первого порядка / Тихонов А. Н., Самарский А. А. / / ДАН СССР, 1954, Т. 99, № 1, С. 27-30.

96. Тишин, А.П. К расчету коагуляции частиц конденсата в соплах Лаваля / Тишин А. П., Хайрутдинов Р. И. / / Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1971, №5, с. 181 185.

97. Тодес, О.М. Кинетика коагуляции и укрупнения частиц в золях / / М.: Из-во АН СССР. В кн: Проблемы кинетики и катализа, 1949, С. 127-132.

98. Туницкий, H.H. О коагуляции полидисперсных систем / / ЖЭТФ, 1938, Т. 8, Вып. 4, С. 418-424.

99. Тупчиев, В.А. Об асимптотических свойствах решения уравнения коагуляции / / Труды ИЭМ, 1971, вып. 23, С. 17-27.

100. Федоров, Б.С. Экотехника / Б.С. Федоров Л.В., И.К. Чекалов, Д.Т. Горячев, Ю.И. Корпухович. М.: Машиностроение, 1995. - 324 с.

101. Филиппов, Г.А. Исследование и расчеты турбин влажного пара / Филиппов Г.А., Поваров O.A., Пряхин B.B. М.: Машиностроение, 1974. 208 с.

102. Френкель, Я.И. Кинематическая теория жидкостей. М. - Л.: Изд-во АН СССР, 1945.-423 с.

103. Фукс, H.A. Успехи механики аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, 1961. -с. 159.

104. Фукс, H.A. Механика аэрозолей. М., Изд-во АН СССР, 1965, 351 с. 125.

105. Фукс, H.A. Поточный метод исследования коагуляции В ДА. / Фукс H.A. Сутугин А.Г. / / Коллоидный журнал, № 28,1966, с. 131.

106. Фукс, H.A. Способ отбора проб в термопреципитаторе / Фукс H.A., Янковский С.Я. / / Коллоидный журнал. № 21, 1959, с 133.

107. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента: Пер. с англ. М.: Мир, 1972. 382 с.

108. Шифрин, К.С. Рассеяние света в мутной среде. М., Издательство технико-теоретической литературы, 1951, 288 с.

109. Экспериментальное исследование теплохладоэнергетического агрегата с турбомашинами на базе авиационных ГТД: Отчет о НИР / ОмПИ; Руководитель В.И. Гриценко. № ГР 76015860. - Омск, 1977. - 132 с.

110. Экспериментальное исследование турбомашин и аппаратов в составе теплохладоэнергетического агрегата: Отчет о НИР / ОмПИ; Руководитель В.И. Гриценко. № ГР 76015860. - Омск, 1977. - 132 с.

111. Январев, И.А. Белокрылов И.В. Численное моделирование в инженерных расчетах. Методические указания, Омск: ОмГТУ 2001.

112. Aitken, J. Procet royen socet. / / Phys. Zeits. 1916. v. 16. Р. 215.

113. Labeirie, J. Britten und diese applen. / / Physik. 1954. v. 3. P. 132.

114. Langer, G. Internel Watter Pollut. / / Geophysik and Bioklimat. 1964. v. 8. -P 167.

115. McGreevy, G. Archenen Meteorologi. / / Geophysik and Bioklimat. 1964. v. 14.-P 318.

116. Melzak, Z. A. A scalar transport equation. 1II Trans. Amer. Math. Soc. 1957. Bd. 85.-P. 547-560.

117. Muller, H. Zar allgemeinen theoric cler rashen Koagulation / / Kolloidchem. Beil. 1928. Bd. 27. P. 215-221.

118. Nolan, P. Procsim roy lrishen. / / Academi Seien. 1946. v. 9. P. 51-52.

119. Pollak, L. Geofisik pura e apple. / / Daly J, 1953. v. 20. P. 44-48.

120. Reynolds, W.C. Calculation of Turbulent Plows in Turbulence. 2 nd II Ed. "Springer. Berlin: Heidelberg, 1978.

121. Smoluchowski, M. Drei Vortrage über Diffusion, Brounsche Molekularbewen-gung und Koagulation von Kolloidteilchen / / Phys. Zeits. XVII, 1916, P. 557-585 und 585-559.

122. Smoluchowski, M. Versuch Einer Mathematichen Theorie der Koagulationskinetik Kolloider Losungen / / Z. physikalische Chemie, 1917. Bd. 92. P. 129-168.

123. Soudain, G. Jeden Scidesein. // Meteorologi. 1951. v. 3. P. 137.

124. Stockham, J. Heteorogeneus combustion. / /Microscope. 1966. v. 15. -P. 102.

125. Wieland, W. Zeit angewendung. / / Math und Mech, 1956. v. 7. P. 428.