автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Моделирование теплообменных процессов в пленке жидкости с сосредоточенным воздействием внешних параметров

На правах рукописи

МАРТЫНОВ ДМИТРИЙ ЮРЬЕВИЧ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПЛЕНКЕ ЖИДКОСТИ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВНЕШНИХ

ПАРАМЕТРОВ

Специальность: 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2004 г.

Диссертационная работа выполнена в Московском государственном университете инженерной экологии (МГУИЭ).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, член корреспондент РАН Систер Владимир Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Холпанов Леонид Петрович

Кандидат технических наук, Вязьмин Андрей Валентинович

Ведущая организация -

Федеральное государственное унитарное Предприятие, государственный научный центр «Антибиотики», г. Москва

Зашита состоится 27 января 2005 г. В 14 часов на заседании Д 212.145.01 при Московском государственном университете инженерной экологии по адресу: 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, ауд. Л 207.

С диссертацией можно ознакомится на кафедре Инженерной экологии и городского хозяйства (МГУИЭ).

Автореферат разослан 24 декабря 2004г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, профессор

В.В. Бутков

Актуальность темы: Процессы теплообмена широко используются в промышленности. Интенсификация теплообменник процессов позволяет получить продукт более высокого качества, добиться снижения расхода знергоресурсов. Процессы, в которых используются нагрев или охлаждение жидкости встречаются практически во всех областях промышленности. Значительное практическое применение получили теплообменник процессы в жидкости, которые при этом осложняются фазовыми превращениями, то есть, сопровождающиеся парообразованием или конденсацией.

Интенсификация процессов конденсации чрезвычайно важна во многих технологических процессах, таких как производство аммиака, метанола, очистка отходящих газов сушильных камер.

Теплообменпые аппараты, в которых происходит процесс испарения, также широко используется в таких отраслях, как пищевая и химическая промышленность при производстве пенопластов и пластиков, в ядерных реакторах и котельных.

Вопросы теплообмена исследуются в течении нескольких столетии, и в данной области уже накоплена обширная база теоретически и экспериментально изученных процессов и явлений.

Однако в современных условиях потребность в интенсификации процессов теплообмена приводит к необходимости разрабатывать новые методы и новые технологии, широкому внедрению которых препятствует их недостаточная исследованность, как в теоретическом, так и в экспериментальном плане, отсутствие методик расчета. Поэтому разработка новых методов и аппаратов позволяющих повысить эффективность работы теплообменных аппаратов является актуальной задачей.

Цель работы: Выявление особенностей процесса тепломассообмена в тонких пленках жидкости в условиях гидродинамического возмущения течения пленки внешними факторами, такими как капельное орошение, электрическое поле, микроструи газа пронизывающие всю толщину пленки.

Целью работы является разработка и внедрение в инженерную практику методов расчета и моделирования теплообменных аппаратов с тонкими слоями жидкости с учетом наличия электрического поля, капельного орошения, смешения с микроструями газа. Создание на базе исследованных физических эффектов новых высокоэффективных аппаратов превосходящих свои аналоги в 1,2 раза.

Методы исследования: При выполнении математических исследований использованы основные закономерности, описывающие гидродинамические и теплообменные процессы, происходящие в пленке жидкости. Исследования проводились с использованием традиционных методов математического моделирования, таких как, метод интегральных соотношений, численных методов, хорошо зарекомендовавший себя при расчете пленочных течений. Оценка достоверности полученных данных проводилась путем сравнения с экспериментальными данными и результагами, полученными другими авторами.

Научная новизна: Найдена зависимость профилей скорости и температуры пленки жидкости и ее толщины в зависимости от интенсивности капельного орошения, а также диаметра и угла падения капель.

Обнаружено, что относительный коэффициент теплоотдачи (который выражает

«о

отношение коэффициента теплоотдачи в пленке жидкости при капельном орошении ак и без капельного орошения монотонно взрастает при увеличении интенсивности

| ЯОС- "ЛЦИОНЛЛЬНАШ ' I бнклиотеха

I С.Псте|*»г

09 |

капсльного орошения до критической величины 1„р, а при дальнейшем увеличении интенсивности орошения относительный коэффициент теплоотдачи резко падает.

Исследовано влияние электрического поля на теплообмен в ламинарной диэлектрической пленке жидкости, стекающей по вертикальной поверхности, в присутствии электростатического поля. Обнаружено, что влияние электрического поля на пленку жидкости сказывается лишь при превышении критического значения,

Показано, что с ростом Е превышающего Ev, наблюдается увеличение ——

(отношение коэффициента теплоотдачи при включенном электрическом поле, и без электрического поля

Рассмотрен процесс формирования заряда у капель жидкости и их движение между электродами при турбулентном режиме течения.

Рассмотрен механизм интенсификации теплообменного процесса при воздействии электрического поля на турбулентную пленку жидкости.

Определено, что, эффективность процесса теплообмена систем "жидкость-газ" зависит, прежде всего, от эффективности разделения газового потока на системы небольших микроструй равномерно пронизывающих потоки жидкости и скорости жидкости. Найдено изменение температуры слоя жидкости при прохождении через нее микроструй газа.

Практическое значение работы: Разработаны методы, расчета тсплообменных процессов в тонкой пленке жидкости текущей по плоской вертикальной стенке, с учетом воздействия на пленку таких внешних факторов, как; капельное орошение, постоянное электрическое поле, прохождение потока газа сквозь пленку жидкости.

Предложены 5 новых теплообменных аппаратов, позволяющих повысить эффективность теплообменных процессов в образующихся внутри аппарата пленках жидкости, за счет; капельного орошения, наложения электрического поля, смешения газовых микроструй с потоком жидкости.

В частности разработан аппарат без вращающихся элементов с кольцевой спиральной вставкой, использующий капельное орошение, позволяющий заменить энергоемкие роторно-пленочные теплообменные аппараты.

Разработаны теплообменники для систем "газ-жидкость" (оросительный теплообменник и теплообменник с сотовыми элементами), в которых воздействие на пленку жидкости осуществляется электростатическим полем.

Разработаны два аппарата, в которых процесс теплообмена осуществляется между слоями жидкости и микроструями газа, равномерно пронизывающими данную пленку.

Апробация: Результаты работы доложены на следующих конференциях и семинарах:

- IV международный симпозиум молодых ученых, аспирантов и студентов UNESKO, г.

Москва 2000

- V международный симпозиум молодых ученых, аспират ов и студентов UNESKO, г.

Москва 2001

- Семинаре в институте проблем механики РАН г. Москва 1999, 2000г.

Структура и объем работы:

Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения списка используемой литературы включающей 142 наименования. Содержит 98 страниц текста, в том числе 30 рисунков и графиков.

Содержание работы:

Во введении всесторонне охарактеризована направленность работы, показана актуальность проведенных исследований. Кратко рассмотрены современные представления о гидродинамических и теплообменных процессах основанные на анализе работ. Большой вклад в развитие методов расчета исследуемых процессов внесли Кутателадзе С. С, Болога М. К., Олевский В. М., Ручинский В. Р., Систер В. Г., Холпанов Л. П., Баттерворса Д. и другие авторы. Изложены современные взгляды на процессы, которые в дальнейшем будут исследованы в диссертации, такие как: особенность теплообменных процессов в потоках жидкости, анализ теплообменных процессов при контакте поверхности жидкости с газовыми потоками и каплями жидкости, интенсификация процессов испарения и конденсации в пленке жидкости, анализ воздействия электрического поля на гидродинамические и теплообменные процессы.

В главе 2 исследовалась влияние капель орошающих поверхность пленки жидкости на теплообмен.

В параграфе 2.1 математически исследовано влияние полидисперсного орошения каплями жидкости, падающими под углом к поверхности пленки жидкости, стекающей вертикально вниз, на теплообмен пленки с нагретой твердой поверхностью.

При этом фракционный состав капель, по размерам задавался распределением Розена-Раммлера. При расчете использовалась следующая система уравнений;

й» д V —+ —!-=g + —

ду дх ду

(М + Мх К^Г-°У.

- уравнение движения, здесь наряду с членом

учитывающем турбулентную вязкость жидкости также учитывалась вязкость, которая появилась при капельном орошении - уравнение непрерывности, при

*ы

неизменной плотности жидкости

; ¡*,Ф=в+в,* -

уравнение для расхода жидкости,

где член учитывающий долю капельного орошения;

- уравнение теплообмена и граничными условиями

при и при

Здесь - радиальная и осевая компоненты скорости, к(х) - толщина пленки

жидкости, g - ускорение свободного падения, й - расход жидкости в начальном сечении (2 = бу/(2жК), Qj - полный расход жидкости в начальном сечении, R - радиус массообменной трубки), - расход жидкости, приходящей дополнительно на единицу длины пленки жидкости, из-за выпадения капель жидкости на ее поверхность, турбулентная вязкость пленки жидкости без учета выпадения дождевых капель, дополнительная турбулентная вязкость, обусловленная впадением дождевых капель на поверхность пленки жидкости, - сдвиговое напряжение на поверхности пленки, обусловленное взаимодействием пленки с газовым потоком, - сдвиговое напряжение, обусловленное выпадением капель на поверхность жидкости.

Турбулентная вязкость в пленке жидкости, согласно последним исследованиям (без учета орошения) имеет вид

у!И> 0.5

М~[4{у/}1)(1-у/Я)иМ >' / Л < 0 5

Здесь (/. = (^А — г — г, )"2 - динамическая скорость.

Касательное напряжение на поверхности пленки, обусловленное наличием газового потока, описывается выражением:

Здесь Су - коэффициент сопротивления, - плотность и скорость газа

Касательное напряжение, возникшее из-за капельного орошения, имеет вид: т, = ср,У а(У сова -и(х))

Здесь С - доля капель в воздухе, V - скорость капли вблизи поверхности пленки, а - угол между траекторией капли и поверхностью пленки.

Скорость и температура задаются в виде полинома по у с коэффициентами в виде неизвестных функций от х.

V, = а0(х) + а^х)у + а2(х)у2, Т = с0(х) + с1(х)у+с1{х)у1

Задача решается методом интегральных соотношений, затем система нелинейных дифференциальных уравнений путем преобразования сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, и в дальнейшем рассчитывается численно приближенным методом Рунге-Кутта. При этом задача разбивается на две части, первоначально рассчитываются гидродинамические характеристики жидкости (скорость, толщина, вязкость), и с их учетом термодинамические (температура, тепловой поток).

Расчет проводился для начальных значений, расход жидкости число

Прандтля Р=0.1, начальная толщина пленки жидкости к=0 8, угол падения капель в=1.5 рад.

Были найдены зависимости профилей скорости и температуры пленки жидкости Т, и ее толщины к, в зависимости от интенсивности капельного орошения I, среднего диаметра капель ё, угла падения капель а.

Ниже представлен график зависимости продольной скорости пленки жидкости V* от у, при температуре стенки

:,СМ/С

500' 1 1 Г1 ' ~г 1 Без орошения;

1 - в сечении х=0;

2 - в сечении х=20см С орошением при среднем

диаметре капли ё=0.81сМ и интенсивности орошения 1=0.61см/с;

3 - в сечении х~5см;

4 - в сечении х=20см

0 0.2 0.4 0.6 0.8

1 1.2 1.4

У.СМ

Рис.1

Как видно орошение играет заметную роль в изменении профиля скорости, орошение существенно замедляет пленку жидкости, а приток дополнительного объема жидкости (за счет орошения) увеличивает ее толщину.

На рисунке 2 изображена зависимость температуры пленки жидкости Т от у, при температуре стенки Ти*=30°С

Т,°С Без орошения;

1 - в сечении х=0;

2 - в сечении х=10см;

3 - в сечении х=20см И при диаметре капель ¿=0.81см и интенсивности орошения 1=0.61 см/с;

4 - в сечении х=5см;

5 - в сечении х=10см;

6 - в сечении х=20см

0 0.2 0.4

у,см

0.6 0.8 1 1.2 1.4

Рис.2

Изменение теплового потока д = аАТ в пленке жидкости исследовалось с

)дТ

использованием следующей

Л \ ( Ргг цт Л

формулы у — I рср а +-

Р

ду

<Их, для количества

ушЬ

тепла выходящего в единицу времени с поверхности пленки по х от 0 до I, тогда можно

найти С?учитывая, что а =

¿(г.-г.)

Был проведен расчет для относительного коэффициента теплоотдачи

где

коэффициент теплообмена при капельном орошении, а„- без капельного орошения. Полученные данные сравнивались с результатами в работе Олевского В.М., Ручинского В.Р. Для роторно-пленочного теплообменного аппарата (рис. 3).

1- расчетная кривая

2- экспериментальная зависимость

0.4 0.6

Рис.3

1.0 7, слс/с

В параграфе 2.2 представлен теплообменник аппарат, использующий капельное орошение, тгплообмешгый аппарат снабжен кольцевой спиральной вставкой. Схема аппарата представлена на рисунках 4, 5.

Рис.4

Аппарат может быть использован для ТЭС, в химической пищевой и других отраслях промышленности при нагреве, охлаждении и испарении жидкости.

Жидкость поступает в теплообменник через патрубок 5, далее часть ее подается на стенки корпуса, а часть попадает на форсунку 6 и через отверстия 7, разбрызгивается в виде капель. По стенкам теплообменника жидкость в виде пленки стекает вниз. При отрыве части жидкости от поверхности она попадает на кольцевую спиральную вставку 9, закручивается и под действием центробежных сил под углом к горизонту попадает на стенки теплообменника, и таким образом прижимает пленку жидкости к теплообменной поверхности и закручивает ее.

В параграфе 2.3 проведен расчет сравнительной эффективности теплообмена роторно-пленочного аппарата и аппарата с капельным орошением. При расчете использовались данные, полученные при работе роторно-пленочного испарителя в технологической схеме получения капролактама. Его производительность превышает в 1,2 раза производительность аппарата с капельным орошением, но по соображениям экономичности и технического обслуживания аппарат с капельным орошением является более выгодным.

В главе 3 исследовалось влияние электрического поля на теплообмен в пленке жидкости.

В параграфе 3.1 построена математическая модель процесса конденсации в ламинарной диэлектрической пленке жидкости, стекающей по вертикальной поверхности, в электростатическом поле. В задаче использовались следующие уравнения:

Л Я

- уравнение непрерывности;

ф &

¡Угс/у = вя Н--^ - уравнение для расхода жидкости с учетом того, что

за счет конденсации происходит приток дополнительного объема жидкости;

дв ее дге

V — + у> —=а— '& &

* ду г

- уравнение теплообмена;

1 3\

---+ V-р

р ск ду

уравнение движения, с учетом давления

которое оказывает электрическое поля на диэлектрическую пленку жидкости. С этой целью в уравнение вводится член, выражающий действие электрического поля на

единицу поверхности,

где диэлектрическая проницаемость

функция от температуры,

Эта задача также решается методом интегральных соотношений, при этом система нелинейных дифференциальных уравнений путем преобразования сводится к системе обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, и в дальнейшем рассчитывается численно приближенным методом Рунге-Кутта.

Получены зависимости изменения толщины пленки и величины потока жидкости при увеличении электрического поля. Действие электрического поля на пленку жидкости сказывается лишь при его увеличении до некоторого критического значения.

Е=3-103В/см. (Рис.6).

Рис.6

Где аг - коэффициент теплообмена при воздействии электрического поля, ОГ0 коэффициент теплообмена в отсутствии электрического поля.

В параграфе 3.2 рассматривается влияние электрического поля на интенсивность пленочной конденсации жидкости при турбулентном режиме течения. В отличие от ламинарного течения где сила возникающая из за наличия электрического поля Ё1 Ус/2 велика, в турбулентной пленке она, как правило мала по сравнению с инерционными силами в турбулентной пленке.

Важное значение для процесса конденсации пара имеет процесс образования центров конденсации, образование капель и приобретенная этими каплями под воздействием электрического поля определенного заряда.

Рассчитан процесс конденсации пара в пленке жидкости, стекающей по вертикальной охлаждающей поверхности.

Рассмотрен процесс формирования заряда у капель, при условии, что их объемная доля мала, что позволяет пренебречь их взаимодействием. Было получено уравнение движения капли жидкости в горизонтальном направлении из которого затем удалось вьюести выражение для скорости заряженной капли жидкости в межэлсктродном

пространстве

зная расстояние между дальним электродом и

пленкой жидкости 50 — Й - расстояния между электродами) из выражения для пути

пролета капли,

находится выражение для

времени полета капли для больших

Заряд до которого может

быть заряжена капля при условии минимума потенциальной энергии,

Получена средняя скорость орошения заряженными каплями раствора капролактама поверхности жидкости. Был построен график зависимости интенсивности орошения жидкости в зависимости от их радиуса и напряженности Е электрического поля (рис. 7).

Рис.7

Как видно из графика интенсивность орошения ионизированными каплями жидкости поверхности электрода быстро возрастает при увеличении напряженности и достигает максимального значения при напряжешюстях порядка и дальше не

увеличивается.

Так же можно сделать следующие выводы, интенсивность орошения довольно значительна, а сам процесс теплообмена может быть рассчитан по формулам для теплообмена из второй главы данной диссертации.

Необходимо отметить, что в данном случае, возможно модулирование интенсивности орошения с помощью электрического поля в целях выбора наиболее оптимального режима

В параграфе 3.3 приведены теплообменные аппараты с применением электрического поля, разработанные на основе предыдущих глав.

Разработан оросительный теплообменник, который может быть использован как конденсатор или воздухоохладитель (показан на рис. 8).

2.1 А-А 2.6 Б-Б Л|

Рис.8

Изобретение относится к теплообменным аппаратам непосредственного контакта, в которых воздух (охладитель) охлаждает воду стекающую по стенкам охлаждаемой камеры.

Теплообменник работает следующим образом. Жидкость через устройство 2.1 подается в теплообменник, и через форсунки 2.2 падает на стержни. 2.3 и далее по полотну 2.4 тонкой пленкой стекает вниз. При течении жидкости по-сетчатому полотну 2.4 воздух холодильной камеры, подающийся вентилятором в теплообменник, охлаждает воду. Новизна работы в том, что металлические пластины 2.5 и 2.6 находясь последовательно, друг за другом образуют конденсатор. При подаче на пластины напряжения появляется сильное электрическое поле. Под его воздействием происходит утоньшение пленки жидкости и резкое увеличение теплообмена.

Разработан теплообменник с сотовыми элементами. Изобретение относится к теплообменной аппаратуре и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности, (рис. 9).

Рис.9

Цель изобретения; увеличение теплообмена между жидкостной диэлектрической и газовой средой за счет применения сильного электрического поля. В данном теплообменнике через патрубок 3.1 жидкость подается в коллектор, а из него в форсунки 3.2, которые распыляют жидкость в виде асимметричных струй, далее жидкость стекает в сотовые каналы 3.3, где попадает на диэлектрические шары 3.4 уложенные в каналах. Шары разбивают жидкость на множество маленьких капель и струй.

Нагретый (холодный) газ через патрубок 3.5 поступает в корпус теплообменника и движется вверх, где на вс гречу ему падают капли жидкости. При этом газ охлаждается, отдавая тепло жидкости.

Новизна данного аппарата в том, что процесс теплообмена значительно ускоряет постоянное электрическое поле, которое возникает между металлическими стержнями 3.6 и стенками сотовых каналов 3.7 при подключении их к внешнему источнику питания.

В 4 главе исследовался теплообмен тонких слоев жидкости при их взаимодействии с газовым потоком.

В параграфе 4.1 был проведен анализ теплообменных процессов в тонких слоях жидкости, взаимодействующих с нагретым (охлажденным) потоком газа.

Был рассмотрен случай, когда тонкие газовые струи, перпендикулярно проходят через плоскую жидкую струю. Жидкость стекает с пластины со скоростью V в горизонтальном направлении и нулевой в вертикальном направлении. Расстояние между стенками ¥, тогда время движения жидкости до противоположной стенки ¡¡—Р/У. Поток движется по полупараболической траектории с ускорением, его скорость определяется

из выражения , а толщина слоя

№

+ У2

,где -это расход

жидкости в момент времени t через сечение пленки толщиной

За время жидкость проходит расстояние

Изменение температуры Г вдоль оси X определяется уравнением:

- температура газа на входе в слой жидкости,

7] - начальная температура пленки:

здесь - функция выделения тепла внутри слоя, в случае теплообмена с газовыми струями.

Насколько изменится температура жидкости в момент времени t1 находим, проинтегрировав предыдущее выражение: Ч к 'I

Чу. (VI Чу. (г\ Чу. /л "У

А(х)

ВЦ)

А(0

¡гм(*)

о У+.1*)

о У^Ю

о У/ь»(0

¿1

С учетом (Ьормуп для средней температуры на выходе из слоя жидкости в газовой струе

„ „ Г„+Г 0.86у„Ь0Т0 „/, 0.86у0ЬЛ „ л,

Т(,ГдеТг=—-=-" " " +Т 1--и количества струй N

2А

2к

пронизывающих жидкий слой, проходящих через единицу площади получены следующие значения коэффициентов:

были

Где Ьц радиус струи газа проходящей через слой жидкости, = 12 4, ф^- объемный расход газа через слой, - скорость струи газа на входе, - коэффициент отражающий теплообмен газовых струй.

Теперь зная и варьируя t от 0 до t] можно найти, как изменяется температура струи жидкости.

График того, как меняется температура жидкости с начальной температурой 7г=293°К при прохождении через нее газовых микроструй с начальной температурой Тф=493°С, при пролете струи от 0 до (рис. 10).

Найдено изменение температуры плоской струи, которая в виде каскада стекает вниз от одной стенки теплообмепного аппарата к другой (рис. 11) и пронизывается снизу вверх потоком, состоящим из микроструй газа.

Рис 11

Здесь т/ температура первой плоской струи до соприкосновения с потоком газа, которая после соприкосновения с потоком газа изменяется до Тз. Затем струя пройдя

чфсз лоток, и развернувшись в противоположном направлении, нагревается газом до температуры Т) и вновь пройдя через лоток нагревается до температуры Т,4 Нагревая жидкость, сам газ последовательно охлаждается от температуры 7л, до ТгГ балансовое уравнение при теплообмене микроструй газа и жидкости:

Или вводя коэффициенты которые описывают изменение характеристик потока состоящего из микроструй газа при последовательном прохождении через систему плоских струй жидкости:

в, в'в"

Система уравнений изменения температуры газа и плоского каскада струй, с учетом полученного выше решения для одной струи записываются следующим образом: сж(Тг-Т,) = в1(тп-т,,)

сж{Т,-Т1) = в[(Тп-Тп)

Сж(Т,-Т3) = в"(Тп-Тп) Т2=7]+(;ГП-7])/'(1,У) Т3=Т1+(ТГ2-Тг)Г(1'Г) Г4=Г3+(ГП-Г,ИЛГ)

при этом Ь0 радиус газовых микроструй пронизывающих третью нижнюю, плоскую струю жидкости с начальной продольной скоростью пленки жидкости , временем пролета от одной степки до другой радиус газовых микроструй пронизывающих

вторую плоскую струю жидкости с продольной скоростью , временем пролета от

одной стенки до другой радиус газовых микроструй пронизывающих первую

струю жидкости с продольной скоростью V, временем пролета от одной стенки до другой £

п / ■

V1

I

V2

1П|?+ \12 +

г\2

б2 I з

где: Д = У„ Сг р'Л", I = —, V - начальная скорость первой аруи, У0 - скорость и

число микроструй газа пробивающих данную струю, I- время за которое первая струя долетает до стенки;

где: - начальная скорость второй струи, - скорость и

число микроструй газа пробивающих данную струю, время за которое вторая струя долетает до стенки;

2Л

Г+ -2 V"2 V ( / 0.86Д/Д

1 1 „г 8\ яг ^ V

2 "3 г2',

где: Л, = У0Су рН, Г = —д-, Г" - начальная скорость третьей струи, - скорость и

число микроструй газа пробивающих данную струю, I" - время за которое третья струя долетает до стенки.

Решение системы уравнений (4.1.12) имеет следующий вид: Выражения для температуры газа:

Выражения для температуры струи жидкости:

т2=т,+(тп-т,Щ1,г) т. -

ТгЛТп

Где <7,,

-т2)г(1',г) -Г3)Г(Г,Г)

—с,, 0,„ = 04-

о, =6, -в,

с, = г;2 - П - ^С, И^'С. П+П^'С. П

В параграфе 4.2 разработаны аппараты, в которых происходит теплообмен между тонкими слоями жидкости и газовым потоком, в частности аппарат с желобообразными элементами, с цилиндрическими боковыми кромками (рис. 13 и рис. 14), показаны в боковом разрезе. В данных аппаратах, в целях увеличения конвективного теплообмена также предусмотрено разделение потока жидкости на каскад завес из плоских струй жидкости, которые и пронизывают микроструи газа. Жидкость через трубу 4.1 поступает в теплообменник, где попадает на желобообразные элементы 4.2 и далее стекает с них в виде плоских струй 4.3 и по стенкам аппарата 4.4. Газ подводится через отверстия 4.5 и далее через систему труб и щелей 4.6 в виде струй вводится внутрь теплообменника, и охлажденный выводится из аппарата через трубу 4.7. Теплообменник на рис. 14 отличается тем, что, через дополнительные отверстия 4.8 и направляющие 4.9 часть жидкости подается на тепловую рубашку 15. Изменяя расход газа поступающий в теплообменник можно существенным образом влиять на интенсивность теплообменного процесса.

Рис. 12

Выводы:

Исследован процесс теплообмена в стекающей по вертикально плоской стенке пленке жидкости, свободная поверхность которой подвергается капельному полидисперсному орошению.

Найдена зависимость профилей скорости и температуры пленки жидкости и ее толщины в зависимости от интенсивности капельного орошения, а также диаметра и угла падения капель.

Показано, что с увеличением среднего диаметра капель, или интенсивности орошения скорость пленки жидкости уменьшается, а толщина возрастает.

Обнаружено, что относительный коэффициент теплоотдачи — (который выражает

отношение коэффициента теплоотдачи в пленке жидкости при капельном орошении ят4 и без капельного орошения монотонно взрастает при увеличении интенсивности капельного орошения до критической величины а при дальнейшем увеличении интенсивности орошения относительный коэффициент теплоотдачи резко падает.

Разработан испаритель с самоочищающимися за счет капельного орошения теплообменными поверхностями. При этом гидродинамическая стабилизация пленки жидкости на теплообменной поверхности осуществляется за счет капельного орошения и винтовой спиральной вставки.

Разработанный аппарат не имеет вращающихся частей, герметичен и может использоваться в промышленности вместо роторно-пленочных испарителей.

Исследовано влияние электрического поля на теплообмен в ламинарной диэлектрической пленке жидкости, стекающей по вертикальной поверхности, в присутствии электростатического поля. Получены зависимости изменения толщины пленки и скорости жидкости от напряженности электрического поля. Обнаружено, что влияние электрического поля на пленку жидкости сказывается лишь при превышении критического значения,

Показано, что с ростом Е превышающего Е„р, наблюдается увеличение ——

(отношение коэффициента теплоотдачи аг при включенном электрическом поле, и без него а0).

Исследовано влияние электрического поля на интенсивность пленочной конденсации (испарения) жидкости при турбулентном режиме течения.

Показано, что при приложении электрического поля к пикообразной поверхности турбулентной пленки, пики на поверхности вытягиваются и количество капель срывающихся с поверхности пленки резко увеличивается.

Рассмотрен процесс формирования заряда у капель и движение капли жидкости между электродами.

Найдена скорость заряженных капель падающих на поверхность жидкости и интенсивность орошения в зависимости от их радиуса напряженности Е электрического поля и расстояния между электродами.

Показано, что механизм интенсификации теплообменного процесса вследствие капельного орошения, тот же что и при воздействии электрического поля на турбулентную пленку жидкости.

Разработан оросительный теплообменник, в котором для интенсификации теплообменного процесса между жидкостью, стекающей по сетчатому полотну, и газовой фазой используется электрическое поле.

Разработан теплообменник с сотовыми элементами, в котором происходит теплообмен между жидкой диэлектрической и газовой средой. При этом для повышения эффективности теплообмена используется сильное электрическое поле, которое формируется между металлическими стержнями и сотовыми каналами. Исследован теплообменный процесс в тонких слоях жидкости, при их взаимодействии с нагретыми (охлажденными) микроструями газа.

Показано, что, эффективность процесса теплообмена систем "жидкость-газ" зависит, прежде всего, от эффективности разделения газового потока на системы небольших микроструй равномерно пронизывающих потоки жидкости.

Найдено изменение температуры слоя жидкости при прохождении через нее микроструй газа. Показано, что наиболее эффективно теплообменный процесс идет при малых скоростях пленки жидкости

Рассчитано изменение температуры слоя жидкости, которая в виде системы плоских струй стекает вниз, и нагревается газом подающимся с нижней части теплообменника.

Разработаны теплообменные аппараты с тонкими слоями жидкости, конструктивные особенности которых позволяют разбивать газовый поток, входящий в плоский слой жидкости на систему микроструй пронизывающих данный слой, также организовано разделение потока жидкости на каскад завес из плоских струй жидкости, взаимодействующих с газовым потоком.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПОТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Воздействие капельного орошения и микросгруй юза на процесс теплообмена в пленке жидкости. // Препринт, издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева 2001 г.

- Влияние электрического поля на теплообмен в пленке жидкости. // Препринт, издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева 2001 г.

- Анализ влияния электростатического поля на процесс пленочной конденсации жидкости.// Сборник докладов международной конференции «Индустрия переработки и утилизации, Отходы 2001 г.» Москва, 2001 г.

Влияние электростатического поля на процесс конденсации пара на пленке жидкости./Деорегические основы химической технологии 2003 г. №5 с.551-554

- Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Оросительный теплообменник» №2004109204 от 29 марта 2004 г.

- Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Теплообменный аппарат с сотовыми элементами» №2004109205 от 29 марта 2004 г.

Заявление о выдаче патента Российской Федерации на изобретение «Контактный теплообменник» №2004109206 от 29 марта 2004 г.

Подписано в печать 2

Объем 1 п. л. Тираж 100 экз

Формат 60x90/16 Заказ

Типография Московского государственного горного университета. Москва, Ленинский проспект, 6.

1.1 Особенности теплообменных процессов в потоках жидкости.

1.2 Анализ теплообменных процессов при контакте поверхности жидкости с газовыми потоками и каплями жидкости.

1.3 Интенсификация процессов испарения и конденсации в пленке жидкости.

1.4 Анализ воздействия электрического поля на гидродинамические и теплообменные процессы.

1.5 Методы повышения эффективности теплообменных процессов.

Глава 2. Теплообменные процессы в жидкости с капельным орошением.

2.1 Теплообмен в пленке жидкости при капельном полидисперсном орошении.

2.2 Теплообменный аппарат с капельным орошением.

2.3 Сравнительный расчет характеристик испарителей.

Глава 3. Влияние электрического поля на теплообмен в пленке жидкости.

3.1 Влияние электрического поля на теплообмен в пленке жидкости, осложненной наличием фазовых превращений (ламинарный режим, конденсация).

3.2 Влияние электрического поля на интенсивность пленочной конденсации жидкости (турбулентный режим течения).

3.3 Теплообменные аппараты с применением электрического поля.

Глава4. Теплообмен тонких слоев жидкости с газовым потоком.

4.1 Анализ теплообменных процессов в тонких слоях жидкости взаимодействующих с нагретым (охлажденным) потоком газа.

4.2 Теплообменные аппараты со струйным смешением.

Выводы.

1.1 Пути интенсификации теплообменных процессовВ промышленной технике используются разнообразные тепловые процессы, сопровождающиеся изменением агрегатного состояния среды.

Теплообменные процессы чрезвычайно зависят от таких факторов, как физические и химические свойства среды, конструкционные особенности аппарата, возможности изменения агрегатного состояния вещества и от того насколько эффективным может быть внешнее воздействие на теплообмен ну ю поверхность.

Существует довольно большое количество способов интенсифицировать теплообменные процессы в рабочем аппарате, к примеру этого можно добиться путем:1) увеличения эффективной удельной поверхности контакта фаз.

2) повышения эффективности перемешивания жидкости;3) изменения скорости относительного движения фаз4) совершенствования способов взаимодействия фаз при контакте, продуктивное использование физико-химических особенностей сред;5) использования нестационарных (по профилям скоростей и температур) режимов межфазного обмена, обеспечивающих достижение высоких мгновенных значений коэффициентов теплопередачи;6) использования неравновесных систем с большими температурными градиентами;7) проведения процессов теплообмена в условиях гидродинамической неустойчивости межфазной поверхности.

Для повышения эффективности теплообменных процессов в поток, помимо нагрева или охлаждения, вводится дополнительная энергия. В потоке организуют интенсивное движение всего потока или только его части. Движение среды может быть организовано разными способами: механическим, циркуляционным (за счет циркуляции жидкости в аппарате с помощью циркуляционного контура с насосом), струйным, пульсационно-струйным, барботажным, эрлифтным, электромагнитным и магнитно-вихревым, данные методы встречаются в статьях [1-10].

При этом ввод энергии в разных частях объема аппарата может быть разный в силу конструктивных особенностей аппарата и механизма смешения.

Ясно, что данные особенности ввода энергии должны учитываться при проектировании аппаратов, выборе методик расчета процессов теплообменаВо многих процессах в локальном объеме аппарата создают особые условия, при которых среды подвергаются интенсивному воздействию или наоборот менее интенсивному воздействию, чем в остальном объеме аппарата. То есть в локальном объеме реализуется либо иной механизм смешения, чем в остальном объеме, либо в выделенном объеме создают дополнительное воздействие на среду.

Механизмы интенсивного воздействия на среду в локальном объеме создаются разными способами: 1) конструктивными особенностями аппарата (и в этом случае нужно только использовать эти особенности, например, области с повышенной интенсивностью турбулентных пульсаций или с высокими сдвиговыми напряжениями); 2) столкновение струи с препятствием или с другой струей; 3) создание областей с повышенной или пониженной температурой; создание областей с пониженными скоростями потока. Зоны могут создаваться в локальном объеме аппарата, в нескольких локальныхобъемах, периодически вдоль движения потока, рассредоточено по объему аппарата в результате гидродинамического взаимодействия неоднородностей (капель, пузырей, твердых частиц), а также дискретных внешних гидродинамических полей, вносящих направленные импульсы (капельное орошение, струйный вдув). Зоны микросмешения могут создаваться периодически по времени (вращение мешалок с внутрицикловым изменением угловой скорости, колебательное движение насадок). В качестве примера можно привести один из вариантов повышения эффективности и надежности работы теплообменных аппаратов, в которых осуществляется фазовое взаимодействие, это увеличение поверхности контакта фаз. Анализ апробированных и перспективных разработок по совершенствованию кожухотрубных теплообменных аппаратов и паротурбинных установок проведенный в статье [9] показывает, что конструктивные особенности аппарата могут радикально изменить теплообмен. На рисунке 1.1 показана конструкция теплообменной трубки которая позволяет увеличить поверхность соприкосновения фаз, что позволяет повысить эффективность процесса теплообмена.

Также часто используется ряд аппаратов со струйным смешением наиболее удобных для эксплуатации, так как они не содержат движущихся частей, и, следовательно, просты в эксплуатации, надежные, при выборе соответствующего устройства для ввода струи в аппарате можно добиться необходимой степени интенсивности теплообменных процессов и качества готового продукта. В струйных аппаратах целесообразно создавать зоны интенсивного дробления капель и пузырей и тем самым за счет увеличения межфазной поверхности скорость теплообменных процессов. Струйные аппараты эффективны для систем жидкость- газ, жидкость- жидкость.

К данному виду аппаратов можно отнести в качестве примера испаритель с размазывающим ротором "Самбай" [10] производство которого было освоено западногерманской фирмой "Самерейстер". Аппарат использует ротор с шарнирно закрепленными лопастями. При вращении лопасти, прижимаясь к поверхности корпуса под действием центробежной силы, размазывают по ней жидкостную пленку. Аппараты "Самбай" изготавливают внутренним диаметром 0.05-Ю.94м, поверхность теплообмена составляет 0.08-Л2М2.

Конструктивные особенности позволяют прижать к стенкам, через которые идет нагрев даже высоковязкие жидкости.

ПитаниеГреющий парКорпус рубашкойСоковый парПаровой конденсатЛопастиВал ротораНеиспарившийся продуктВ барботажных аппаратах согласно [1] удается создать большую межфазную поверхность реагентов, поскольку в аппарате за счет дробления поддерживается постоянный небольшой средний размер капель, а также время пребывания пузырьков газа удается увеличить, а их размеры уменьшить. Однако поддержание небольшого размера капли или пузырька требует больших затрат энергии, а для трехфазных систем поддерживать небольшие размеры капель или пузырьков часто бывает невозможно, так как интенсивно вращающаяся мешалка истирает твердую фазу, которая в большинстве процессов является катализатором, или разрушает флокулы, что приводит к снижению эффективности технологического процесса.

Использования физико-механических особенностей многофазных сред для интенсификации теплообменных процессов находят применение в промышленности, например, за счет расширения жидкости при нагревании, которое используется в выпарных аппаратах и теплообменниках. В настоящее время используются эффекты возникновения дополнительной силы, возникающие в средах, в которых коэффициенты диэлектрической проницаемости существенным образом зависят от температуры и плотности в сильных электростатических полях. Данный эффект используется в энергетике и в холодильной технике, при создании новых выпарных установок и аппаратов для конденсации.

В космических технологиях используют для смешения сред силу Марангони, возникающих на поверхности жидкости с поверхностно-активными веществами, концентрация которых неравномерна на поверхности жидкости.

Смешение сред за счет рассредоточенного воздействия зон микросмешения широко используется в промышленности. Так нагрев за счетбарботажа используется в метатенках, в биореакторах, в ферментерах, в барботажных реакторах. Механизмы смешения при барботаже можно найти в монографиях [11-16].

Дождевое орошение используется в аппаратах для контактирования сред, например в процессах флокуляции, коагуляции, в абсорберах с псевдоожиженной насадкой, в моечных лотках и других аппаратах. Возможные механизмы смешения описаны в монографиях [17-20]. Аппараты с дождевым орошением эффективны для систем жидкость-жидкость, жидкость - жидкость - твердое тело. Для реакционных процессов с выделением большого количества тепла, для физико-химических процессов протекающих с большой скоростью. Эффективность дождевого смешения обусловлена тем фактом, что один из реагентов рассредоточено, подается в слой жидкости (по всей поверхности слоя жидкости). Кроме того, падающая капля уходит на глубину вместе с окружающую ее частью жидкости, а вместо выбывшей части жидкости на поверхность выходит хсидкость, не подвергшаяся взаимодействию с поступающим в каплях вторым реагентом. Таким образом, следующая капля попадает на "свежую" поверхность и концентрация поступающей компоненты (реагента) в поверхностных слоях жидкости поддерживается невысокой. При протекании реакции с большим тепловыделением на поверхности капли начинает протекать интенсивная реакция и начинает повышаться температура, но поскольку капля погружается в слоя жидкости, температура которой не высокая, то идет интенсивный теплообмен и температура на поверхности капли не может достигнуть высокой величины. В результате температуру проведения реакции удается удерживать в небольшом диапазоне, что позволяет исключить протекания побочных реакций, осмоления продуктов реакции, разложения реагентов и т.д.

Следует отметить, что теплообменный процесс можно проводить в разных аппаратах: в аппаратах со струйным смешением, в аппаратах с механическим перемешиванием и т.д. Выбор механизма, обеспечивающего движения среды, определяет и тип аппарата, при этом учитываются многие показатели. Создание зон микросмешения позволяет снизить расход энергии, повысить качество готового продукта и рентабельность производства, за счет уменьшения времени проведения технологического процесса, замены более энергоемкого и металлоемкого аппарата на менее энергоемкий и металлоемкий, например, заменить аппарат с механическим перемешиванием на аппарат со струйным смешением сред.

Выводы

Исследован процесс теплообмена в стекающей по вертикально плоской стенке пленке жидкости, свободная поверхность которой подвергается капельному полидисперсному орошению.

Найдена зависимость профилей скорости и температуры пленки жидкости и ее толщины в зависимости от интенсивности капельного орошения, а также диаметра и угла падения капель.

Показано, что с увеличением среднего диаметра капель, или интенсивности орошения скорость пленки жидкости уменьшается, а толщина возрастает. сс

Обнаружено, что относительный коэффициент теплоотдачи — (который выражает о отношение коэффициента теплоотдачи в пленке жидкости при капельном орошении ак и без капельного орошения ОСп) монотонно взрастает при увеличении интенсивности капельного орошения до критической величины 1кр, а при дальнейшем увеличении интенсивности орошения относительный коэффициент теплоотдачи резко падает.

Разработан испаритель с самоочищающимися за счет капельного орошения теплообменными поверхностями. При этом гидродинамическая стабилизация пленки жидкости на теплообменной поверхности осуществляется за счет капельного орошения и винтовой спиральной вставки. ' ,

Разработанный аппарат не имеет вращающихся частей, герметичен и может использоваться в промышленности вместо роторно-пленочных испарителей.

Проведен сравнительный расчет эффективности теплообмена роторно-пленочного и теплообменного аппарата с капельным орошением, для испарителя схемы материальных потоков стадии очистки капролактама, найдено соотношение коэффициента теплопередачи для роторно-пленочного испарителя ар и теплообменного аппарата с капельным орошением ак, а/ак= 1.211, из которого следует теплообменный аппарат с капельным орошением имеет несколько меньшую эффективность по сравнению с роторно-пленочным аппаратом, но более высокую экономичность и надежность.

Исследовано влияние электрического поля на теплообмен в ламинарной диэлектрической пленке жидкости, стекающей по вертикальной поверхности, в присутствии электростатического поля. Получены зависимости изменения толщины пленки и скорости жидкости от напряженности электрического поля. Обнаружено, что влияние электрического поля на пленку жидкости сказывается лишь при превышении критического значения, Екр.

Показано, что с ростом Е превышающего Екр, наблюдается увеличение °С±0 отношение коэффициента теплоотдачи ап при включенном электрическом поле, и без него а0).

Исследовано влияние электрического поля на интенсивность пленочной конденсации (испарения) жидкости при турбулентном режиме течения.

Показано, что при приложении электрического поля к пикообразной поверхности турбулентной пленки, пики на поверхности вытягиваются, и количество капель срывающихся с поверхности пленки резко увеличивается.

Рассмотрен процесс формирования заряда у капель и движение капли жидкости между электродами.

Найдена скорость заряженных капель падающих на поверхность жидкости в зависимости от их радиуса напряженности Е электрического поля и расстояния между электродами.

Показано, что механизм интенсификации теплообменного процесса вследствие капельного орошения, тот же что и при воздействии электрического поля на турбулентную пленку жидкости.

Разработан оросительный теплообменник, в котором для интенсификации теплообменного процесса между жидкостью, стекающей по сетчатому полотну, и газовой фазой используется электрическое поле.

Разработан теплообменник с сотовыми элементами, в котором происходит теплообмен между жидкой диэлектрической и газовой средой. При этом для повышения эффективности теплообмена используется сильное электрическое поле, которое формируется между металлическими стержнями и сотовыми каналами. Исследован теплообменный процесс в тонких слоях жидкости, при их взаимодействии с нагретыми (охлажденными) микроструями газа.

Найдено изменение температуры слоя жидкости при прохождении через нее микроструй газа. Показано, что, эффективность процесса теплообмена систем "жидкость-газ" при разделении газового потока на системы небольших микроструй равномерно пронизывающих потоки жидкости, очень велика.

Рассчитано изменение температуры слоя жидкости, которая в виде системы плоских струй стекает вниз, и нагревается газом подающимся с нижней части теплообменника.

Разработаны теплообменные аппараты с тонкими слоями жидкости, конструктивные особенности которых позволяют разбивать газовый поток, входящий в плоский слой жидкости на систему микроструй пронизывающих данный слой, также организовано разделение потока жидкости на каскад завес из плоских струй жидкости, взаимодействующих с газовым потоком.

1. Систер В.Г., Мартынов Ю.В. Принципы повышения эффективности тепломассообменных процессов / Калуга «Изд. Бочкаревой» 1998г.

2. Баттерворса Д., Хьюит Г. Теплопередача в двухфазном потоке. / М., Энергия 1980г.

3. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. / М., Химия, 1975г.

4. Васильцов В.А., Ушаков В.Г. Аппараты с перемешивающими устройствами. / JI., Машиностроение, 1979г.

5. Брагинский JI.H., Бегачев В.И., Барабаш В.М., Перемешивание в жидких средах./Л., Химия, 1984г.

6. Аппараты большого объема с механическими перемешивающими устройствами. / М., ЦИНТИхиммаш, 1981г.

7. Nagato S. Mixing. Principles and Applications. / Tokyo., Halsted press book, I975r.

8. Развитие техники перемешивания жидких сред. / М., ЦИНТИхиммаш, 1980г.

9. Помазков В.В. Исследование модели высокоэффективного конденсатора пара с горизонтальным трубным пучком. / М. Теплоэнергетика т. 10, 1997г.

10. Ю.Олевский В.М., Ручинский В.Р., Роторно-пленочные тепло и массообменные аппараты. / М., Химия, 1977г.

11. П.Абрамович Г.Н., Гиршович Т.А., Крашенинников С.Ю., Секундов А.Н., Смирнов И.П. Теория турбулентных струй. / М., Наука, 1984г.

12. Биргоф Г., Сарантелло Э. Следы, струи, каверны. / М., Мир, 1964г.

13. П.Гиневский A.C. Теория турбулентных струй и следов. / М., Машиностроение, 1969г.

14. Chapman G.C. The mechanism of air bubble entetainment in self-aerafed flow //Int. J. Multiphase flow, 1980r.V. 6. P.411.

15. Мещеряков Н.Ф. Кондиционирующие и флотационные аппараты и машины. / М„ Недра, 1990г.

16. Соколов В.Н., Доманский И.В. Газожидкостные реакторы. / Л. Машиностроение, 1976г.

17. Якимов Ю.Л. Причина гашения волн дождем / Изв. со АН СССР. 1959г. №4. С678.

18. Engel О. G. Crater depth in fluid impacts / J.Appl. Phys. 1966r. V.37. No.4.P. 1798.

19. Engel O. G. Initial pressure, initial flow velocity and time dependence of created depth in fluid impacts / J. Appl. Phys., 1967г, V. 38, №10, P. 3935.

20. Чонелидзе A.H., Галустов B.C., Холпанов Л.П., Приходько В.П., Справочник по распыливающим, оросительным и каплеулавливающим устройствам. / М., Энергоатомиздат 2002г. 608с.

21. Левич В. Г. Физико-химическая гидродинамика. / М., Физматгиз, 1959г.

22. Кафаров В. В. Основы массопередачи. / М., Высшая школа 1979г.

23. Бэтгелор Дж. Введение в динамику жидкости. / М., Мир, 1973.

24. Исаев И.А. Кожинов В.И. Теория тепломассообмена / М., Высшая школа 1979г.

25. Шутов A.A., Захарян A.A. Теплоотдача в пристенной струе при высокой турбулентности пристенного потока / М, ПМТФ 1998г., т. 3.

26. Холпанов Л.П., Шкадов В.Я. Гидродинамика и теплообмен с поверхностью раздела. / М., Мир 1990г.

27. Кутателадзе C.C., Старикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. / М., Энергия, 1976г.

28. Абрамович Г.Н., Газожидкостная струя (истечение газа в жидкость). / Тез. докл. 4 "Турбулентные двухфазные течения", Всесоюзного научного совещания по теории и прикладным аспектам турбулентных течений, ч.1, Талинн, 1982. С.З.

29. Гиневский A.C., Иоселевич В.А., Колесников A.B. Методы расчета турбулентного погранслоя. / М., ВИНИТИ, Механика жидкости и газа, 1978. т. 11.

30. Полежаев Ю.В., Михатулин Д.С., Никитин П.В. Моделирование межфазного обмена в гетерогенных средах с целью выработки высокоэффективной технологии / Инж. физ. ж. 1998г.

31. Satj Y., Momentum and heat transfer in two phase bubble flow. / -Int. J. Multiphase flow. 1981 r. V.7. No.l.P.167.

32. Протодьяконов И.О., Люблинская И.Е. Гидродинамика и массообмен в системах газ-жидкость. / J1., Наука, 1990г.

33. Ogino F., Mizushina Т. Turbulence structure and transport mechanism at the surface in an open channel flow / Int. j. Heat and Mass Transfer V. 25. №4. P. 513.

34. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. / М., Наука, 1974г. С. 711.

35. Гольдштик М.А. Вихревые потоки. / Новосибирск, Наука, 1984г.

36. Гринспен X. Теория вращающейся жидкости. / Л., Гидрометеоиздат, 1978г.

37. Sykes R.I. On three -demensional boundary layer flow over surface irregularities / Proc.Roy.soc.ser.A, 1980r. V.375. N.1754.

38. Бодунов Н.И. О некоторых закрученных течениях несжимаемой жидкости / Изв. СО АН СССР Сер.тех.наук, 1977г., вып.З.

39. Сосипович В.А., Цыганов В.А., Пурик Б.И., Ягерцович В.А. Модель дробления и коалисценции пузырьков газа в турбулентном потоке жидкости./ Инж. физ. ж. 1977г., т.70. №6. С.958.

40. Хинтце И.О. Турбулентность. / М., Гос. изд. физ. мат. лит. 1963. Хинтце И.О. Турбулентность. М.: Гос. изд. физ. мат. лит. 1963г.

41. Холпанов Л.П., Запорожец В.П., Математическое моделирование нелинейных термогазодинамических процессов. / М., «Наука» 1998г.

42. Луканин A.B., Сололмаха Г.П. Гидродинамика течения и массоперенос в продуваемом закрученном слое жидкости / Теор. основы хим. технологии, 1988. т. 17. №4. С.435.

43. Систер В.Г. Исследование гидравлических характеристик двухфазного закрученного потока. / Материалы II Всесоюзной конференции «Вихревой эффект и его применение». Куйбышев 1975г. С.56.

44. Систер В.Г. Влияние физических свойств жидкости на гидродинамическую устойчивость пленочного течения в винтовом элементе / Сб. «Работы в области массообменных процессов за период 1976-1980г.г.» С. 23.

45. Систер В.Г. Некоторые вопросы гидродинамики двухфазного закрученного потока / Всесоюзная конференция "Современные машины и аппараты химических производств", Чимкент, 1977г. С.230.

46. Шутеев В.И., Смирнов В.И., Соловей В.И., Воловод В.Ф. Измерение параметров турбулентности в аппарате с мешалкой лазерным анемометром / Теор. основы хим. технол. 1980г., т.4. №1.С.148.

47. Волченко Ю.А., Ивлеев И.Н. Динамика жидкой пленки на искривленной твердой поверхности с учетом фазового превращения на свободной поверхности. / Изв. АН СССР МЖГ. 1994. №4. С. 42.

48. Третьяков В.В., Ягодин В.И. Расчетные исследования турбулентного течения в трубе // Инж. физ.ж., 1979г. т.2., №37. С.254.

49. Wang Lian Ping., Maxey Martin R. Settling velocity in homogeneous isotropic turbulence. / J. Fluid Mech. 1993r., V.256. P.27.

50. WiIlermanx J., David Rene Recent advances in the understanding of micromixing phenomena in stirred reactors. / Chem. Eng Sci., 1983r., V.21.P.105.

51. Мартынов Ю.В. О поле скорости в гладкостенном сосуде с мешалкой у дна / Теор. основы хим. технол. 1980г. №6. С.575.

52. Чепура И.В., Соловьев А.В., Туманов Ю.В., Плановский А.Н. О тангенциальной составляющей поля скоростей в гладкостенном сосуде с радиально-лопастной мешалкой / Теор. основы хим. технол. 1969г. т.З., №3. С.040.

53. Nishikawa M., Kotoh К. Turbulent Intensity and heat transfer rate in mixing vessel / Memory of the faculty of Engineering Kiushu University, 1982. V.42.№.3. P.151.

54. Waber A.S., Huand В., Wolf D. Turbulence parameters in a stirred tank. / Can. I. Chem. Eng. 1970r.V. 48. N.5.P.475.

55. Nagase Y., Kikuchi M. The use of pressure for recognising circulation flow characteristics in agitated vessels. / The chemical engineering journal, 26. 1983. P. 13.

56. Bondon C.,Xuereb C.,Betrand 1.3-D hydrodynamics generated in stirred vessel by multiple propeller system / Сап. I. Chem. Eng.l997r.V.73.N.4.P.653.

57. Cui Y.A.,Lans R.G., Van det Noorman H.I.Compatment mixing models for stirred reactors with multiple impellers / Chem.Eng.Res. and Des.l996r., V.74.№2.P.261.

58. Систер В.Г., Дильман В.В., Полянин А.Д., Вязмин А.В., Комбинированные методы химической технологии и экологии / Калуга «Издательство Н. Бочкаревой» 1999г. 336с.

59. Nishikawa M., Okawa X. Hashimoto К. Turbulence energy spectra in baffled mixing vessels / I.Chem. Eng.of Japan. 1976r.V.9.№.6.P.489.

60. Кутателадзе C.C. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление / Справочное пособие / М. Энергоатомиздат, 1990г. 367с. ил.

61. Мочалова Н.С., Холпанов Л.П., Шкадов В.Я., Малюсов В.А., Жаворонков Н.М. Гидродинамика и массообмен в слое жидкости на вращающейся поверхности. / Инж.физ. ж. 1973г., т.25. №4. С.648.

62. Осипов А.В. О гидродинамических особенностях перемешивания сред с наложением механических колебаний. / Теор. основы хим. технол. 1981г. т. 15. №3. С.416.

63. E1-Hawary M. A. A Modified one equation model of turbulence for the calculation of free shear flows / "AIAA Journal" 1979r. V.17.N.3.P.303.

64. Фабри Ф. Смешение систем струй в ограниченном объеме. / Теоретические основы инженерных расчетов. 1974г. т.2. №96. С.71.

65. Шаюсупов М. Движение многофазных сред с переменным расходом в руслах. Ташкент.: ФАН 1981г.

66. Tomi D., Baster D.F. The behaviour of aggregates in stirred vessels / Trans IChemE, 1978r. V.56. P.l.

67. Шрайбер А.А., Милютин В.И., Яценко В.И. Гидромеханика двухкомпонентных потоков с твердым полидисперсным веществом. Киев: Наукова думка, 1980г.

68. Low C.G., Pierini J.P., Newman J. Mass transfer to a rotating disc and rotating rings in laminar, transition and fully developed turbulent flows // Int.J.Heat and Mass Transfer, 1980r. V.25. P.1027.

69. Deslous C., Tribollet В., Viet L. Local and overall mass transfer rates to a rotating disk in turbulent and transition flows / Electrochemica Acta,1980r. V.25. P. 1027.

70. Мартынов Ю.В. Массоперенос в аппарате с мешалкой, осложненный объемной химической реакцией / Теор. основы хим. технол. 1998г. т.32.№1 .С.60.

71. Kamalesch К. Sizkar, Thomas J. Hauratty Relation of turbulent mass transfer to wall at high Schmidt number to velocity field / J. Fluid Mech.,1970r. V.44.№.3. P.589.

72. Гупало Ю.П., Рязанцев Ю.С. Диффузия к частице в случае сдвигового течения вязкой жидкости. Приближение диффузионного пограничного слоя. / Прикладная математика и механика, 1972г. т.36. С.475.

73. Симуни JI.M. Исследование движения вязкой жидкости между поверхностями вращения. / Изв. АН СССР МЖГ. 1973г. №6.

74. Kumar S., Gurta R., Benerqas S. Am experimental of the characteristics of free-surface turbulence in channel flow / Phys. fluid.l998r.V.10.N.2.P.427.

75. Chapman C.M., Nienow A.W., Clohe M., Midleton J.C. Particle-gas-liquid mixing in stirred vessels / Chem.Eng.Res.l983r. V.61. P.82.

76. Бабичев А.П., Бабушкина H.A., Братковский A.M., Физические величины.

77. Бернар Андрие (FR). Пучок труб для конденсатора пара, Патент Российской Федерации Ru 2138750 С1, 1999г.

78. Похиленко Е.А. Оросительный теплообменник. Патент RU 2053477 С1. 1992г.

79. Стародубцев В. А. Теплообменник-конденсатор, патент RU 2047069 С! 1995г.

80. К.van der Mojen, van Maanen H.R.E. Laser Doppler measurements of the turbulent flow in stirred vessels to establish sculling rules. / Chem. Eng. Sci.l978.V.33.№.9.P.l 161.

81. Мартынов Ю.В., Торубаров H.H., Чупин Ю.Н. О перемешивании жидких сред якорной мешалкой, вращающейся нестационарно. / Теор. основы хим. технол. 1989г. С.489.

82. Brian P.L.T. The behaviour of aggregates in stirred vessels / Trans. 1. Chem. Eng., 1978.V.56. P.l.

83. Wang G., Vanko S.p. Convective heat and mass transfer periodic wane passages / Int.J. heat and mass traasfet.l995.V.38.№.17.P.32l9.

84. Мартынов Ю.В., Рязанцев Ю.С. Течение жидкости на вертикальной плоскости при ступенчатом изменении граничных условий. / ПМТФ.1982. №1. С.50.

85. Мартынов Ю.В. Течение пленки жидкости по внутренней поверхности вращающегося цилиндра / Прикл. мех. техн. физ.1984. №3. С.75.

86. Маршалкин Г.А. Технологическое оборудование хлебобулочных и кондитерских фабрик. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984г.

87. Коновалов М.Н., Воинов Н.А., Николаев Н.А. Массоотдача в турбулентных пленках в условиях вертикального прямоточного движения газо-жидкостного потока //Теор. основы хим. технол.1977.Т.31.№1.С.17.

88. Систер В.Г. Исследование гидродинамики контактных устройств с взаимодействием фаз в закрученном потоке / Всесоюзное совещание по проблеме "Абсорбция газов" Ташкент, 1979г. С. 176.

89. Вязовский Ю.П., Голубкович В.А., Климкин В.Ф. Исследование круглой турбулентной струи в сносящемся потоке / Инж. физ.ж.1982г. т.4. №17. С.548.

90. Сьюсек, Баулей. Расчет траектории турбулентной струи, вдуваемой в поперечный поток / Теоретические основы инженерных расчетов. 1976. т.4. №35. С. 180.

91. Adler D., Baron A. Prediction of a three-dimensional circular turbulent jet in cross flow/AIAAjournal 17. 1979г.№.2. P.168.

92. Голубев В.А., Климкин В.Ф. Исследование турбулентных затопленных струй газа различной плотности / Инж. физ.ж.,1878г. т.34. №3. С.493.

93. Soiylar J.R.,Handler R.A. Gas transport across an air/water interface populated with capillary waves.//Plhys. fluids. 1997r. V.9.P.2529.

94. Mckeogh E.J., Elswy E.M. Air retained in by pool plunging water jet. / J. Hydraul. Div. Proc. Amer. Soc. Civ. End. 1980г., V. 106, №10, P. 1577r.

95. Стернин Л .E., Шрайбер А .П. Многофазные течения газа с частицами. / М. Наука. 1994г.

96. Ambeyanhar A.S., Pharav A.S. Fluid-particle hydrodynamics in agitated vessels / Can.I.Chem. Eng. 1977r.V.55 ,№4.P.44.

97. Baldi G., Conti R. Alarin E. Complete suspension of mechanically agitated vessel //Chem.Eng.Sci., 1978. V.33.№1 .P.21.

98. Wierrianga I.A., Van Dieren F. Droplet break-up mechanisms during emulsification in colloid mills at high dispersed phase volume fraction. / Chem. Eng. Res. And Des. A., 1996.V.76.V.5.P.354.

99. Einehel W. Influence physical properties and equipment design on homogeneity of suspensions in agitated vessels / The chemical engineering journal, 12, 1980. P.l 18.

100. Willians L.R., Pykho L.A., Honratty T.J. Droplet flux distribution and entertainment in horizontal qas liquid flows / Int. J. Multiphahase flow. 1996r.V.22.№l .P. 19.

101. Grace F.R. Bubble, drop and particales.l978r., №4.

102. King W.E., Jrand W.S. lones. Noncatalytic fluid-solid reaction in agitated slurry of polydisperse particles /Chem. Eng. Sci. 1981r.V.36.N.l 1.P.l841.

103. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Распылители жидкостей. / M., Химия, 1979г.

104. Аксельрод Г. А., Альтшулер М.А. Введение в капилярно-химическую технологию. / М., Химия, 1983г.

105. Ю8.Баренблатт Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке / Прикл. мех. и мат. 1953г. №16.т.З.С.261.

106. Петров А.Г. Циркуляция внутри вязких деформированных капель, движущихся в газе с постоянной скоростью / Прикл. мех. и тех. физика. 1989г. №6.С.127.

107. М.Баренблат Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке, занимающим полупространство или открытый канал конечной глубины / Прикл.мех. и мат. 1955г. №19.т.1.С.61.

108. H5.Kubie J. Setling velocity of droplets in turbulent flows / Chem.Eng.Sci,1980r. V.35. №8. P.1787r.

109. Chonien., Moan M., Chanrefan G., Waff с Mechanicale degradation of semi-dilute polimer solution in laminar flow./ Can.I. Chem. Eng., 198 lr. №4 P.450.

110. Галин H.M. О теплообмене при ламинарном течении жидкости в плоском канале с учетом аксиальной теплопроводности при ступенчатом изменении температуры стенки. / Теплофиз. высоких темпер.1973. т.11. №6.

111. Bucher Е. Laminar film on cylindrical surface / J. Fluid Meeh. 1976r. V.74.№2.P.297.

112. Снеддон X. Преобразование Фурье. / M.: ИЛ, 1959г.

113. Брич З.С., Капилевич Д.В., Клецкова Н.А. Фортран 77 для ПЭВМ ЕС: Справ, изд. / М. Финансы и статистика, 1991г. 288с.

114. Tchen Chan-Mon. Mean value and correlation problem. / Haque, 1947r.122.3удин Ю. Б. Влияние способа теплопровода к стенке на осредненныйкоэффициент теплоотдачи в процессах теплообмена с периодической интенсивностью. / Теплоэнергетика 1999г. т. 7.

115. Дубов А.А. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов и паротурбинных установок / Теплоэнергетика т. 1, МАИК "Наука" 1998г.

116. Кутателадзе С. С., Основы теории теплообмена. / М., Атомиздат, 1979г.

117. Галицкий Б.М., Рыжов Ю.А., Якуш Е.В. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках. М. / Машиностроение, 1977г.

118. Ягов В.В. Пузин В.А. Сукомел Л.А., Теплообмен при развитом пузырьковом кипении и высоких скоростях вынужденного движения. / МАИК "Наука", Теплоэнергетика т.З, 1998г.

119. Болога М.К. Гроссу И.А. Электроконвекция и теплообмен. / Кишенев: Штица. 1977г.

120. Григорьев А. И. Сенкевич О. А. / Магнитная гидродинамика. №1 1998г.

121. Клеймах М. Я. Меркель Е. Ю. Влияние электрических полей на теплообмен в жидких диэлектриках. / М., «Энергия» 1968г.

122. Lazarenko В. R., Kozukhar I. A., Bologa М. К. / Heat Mass Transfer 18, 1975г.

123. Болога М.К. Гроссу И. А. Особенности электрохимической конвекции слабопроводящих жидкостей. / Электронная обработка материалов. №2 1971 г.

124. Лунев В. Г. Исследование теплообмена при конденсации фреонов -11 и -113 в электрическом поле. Автореф. кан. дис. Одесса 1974г.

125. З.Жоржи л иани А. Г. Исследование воздействия электростатического поля на процесс кипения. / Автореф. Кан. дис. М., 1969г.

126. Suzuki К., Hagiwa Y., Sato Т. Heat transfer and flow characteristics of two-phase two-component annular flow / Int. J. Heat and Mass transfer. 1983r.V.26.№26,P.597.

127. Найманов А.Я., Найманова А. А. О механизме воздействия электрообработки воды на накипеобразование в теплообменниках. / Теплоэнергетика, т. 7, 1998г.

128. Снеддон X. О неустойчивости состояний покоя идеальной проводящей среды в магнитном поле / ПМТФ т. 2 1997г.

129. Шутов А.А., Захарян А.А. Заряженная струя несжимаемой жидкости в электрическом поле. / ПМТФ т. 4, 1996г.

130. Моторин О.В., Автореферат диссертации на соискание ученого звания кандидат технических наук / "Влияние электрического поля на теплообмен и структурные характеристики при барботаже" 1995г.

131. Мотулевич В. П. Петров Ю. Н. Влияние электрических полей на ковективный теплообмен Тепло- и массоперенос т. 3 М- Л. ГЭИ, 1963г.

132. Савин И.К. Теплообмен при конденсации пара в электрическом поле. / Автореферат на соискание ученой степени доктора технических наук. Саикт -Петербург, 1994г.

133. Линев В.А. Производство капролактама из толуола. / Министерство химической промышленности НИИТЭХИМ М. 1979г.

134. Ручинский В.Р. Исследования в области разделения полупродуктов синтеза капролактама методом окисления циклогексана / Автореферат дисс. На соискание ученой степени кандидата техн. наук / М. 1961г.