автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Парожидкостные струйные аппараты с регулируемой производительностью для тепломассообменных процессов пищевых производств

На правах рукописи

ВАСИЛЬЕВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ

ПАРОЖИДКОСТНЫЕ СТРУЙНЫЕ АППАРАТЫ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ ДЛЯ ТЕПЛОМАССООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Специальное гь 05 18 12 - Процессы и аппараты пищевых производств

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2007

003173645

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий»

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор технических наук, профессор Сабуров А Г доктор технических наук, профессор Абиев Р Ш , кандидат технических наук Прохорчик И П

ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей» РАСХН

Защита состоится « » 2007 года в 14 часов на заседании

диссертационного совета Д 212 234 02 при Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий по адресу 191002, г Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9, тел /факс 315-30-15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан «

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор / ВС Колодязная

Подписано к печати ¿711907 Формат 60x80 1/16 Бумага писчая

Печать офсетная Печ л I (| Тираж 20. экз Заказ № 2?6 СПбГУНиПТ 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9 ИИК СПбГУНиПТ 191002, Санкт-Петербург, ул Ломоносова, 9

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В настоящее время в пищевой промышленности сохраняется тенденция расширения использования струйных течений и струйных аппаратов для интенсификации тепломассообменных технологических процессов Общепризнано, что применение струйных аппаратов позволяет создавать установки, имеющие неоспоримые преимущества перед традиционными Это обусловлено конструктивной простотой струйных аппаратов, их компактностью, надежностью и, главное, - высокой эффективностью осуществления процессов в струйных течениях В частности, весьма перспективным, но пока недостаточно исследованным является применение парожидкостных струйных аппаратов (ПСА) для подготовительных процессов пищевых производств, когда допускается обводнение пищевого сырья, например, для нагрева мелассы перед ее стерилизацией Однако отсутствие конструкций струйных аппаратов, адаптированных для конкретных технологических условий, недостаточная изученность механизма процесса смешения сред в ПСА, а также отсутствие надежных методик расчета парожидкостных струйных аппаратов препятствуют более широкому их применению в пищевой промышленности

Цель работы состоит в изучении механизма смешения жидкой и паровой фаз в парожидкостном струйном аппарате, разработке методики инженерного расчета ПСА и в создании нового струйного аппарата с регулируемой производительностью Задачи исследования, решаемые в данной работе

- изучение процесса передачи импульса от потока пара к потоку жидкости при одновременной конденсации паровой фазы и разработка математической модели процесса смешения фаз,

- анализ термодинамических свойств парожидкостной смеси, получающейся в камере смешения ПСА, и изучение закономерностей ее неизоэнтропического движения,

- разработка методики инженерного расчета ПСА,

- создание конструкции ПСА с регулируемой производительностью,

- получение расходно-напорных характеристик нового струйного аппарата,

- апробация разработанной конструкции ПСА для некоторых технологических процессов пищевых производств (нагрев мелассы перед ее стерилизацией, карбонизация минеральных вод)

Объектом исследования являлись процессы, происходящие при смешении струй пара и жидкости, а также напорные характеристики парожидкосгнош

струйного аппарата, работающего в сверхзвуковом режиме с реализацией прямого скачка уплотнения В качестве модельных сред, для которых осуществлялось составление математической модели и на которых производились испытания, были выбраны наиболее доступные среды - вода и водяной пар В качестве реальных рабочих сред использовались меласса и водяной пар, а также вода и диоксид углерода Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем

- Дано теоретическое обоснование причины существенной потери импульса потока смеси, происходящей при смешении потоков пара и жидкости в ПСА

- Получено расчетное выражение для определения коэффициента потери импульса, содержащее начальные скорости потоков пара и жидкости

- Составлено уравнение состояния двухфазной равновесной парожидкостной смеси, проведен анализ термодинамических свойств смеси, и теоретически обоснована причина возникновения в ней скачка уплотнения, происходящего в камере смешения аппарата

- Разработана методика инженерного расчета сверхзвукового парожидкосщого струйного аппарата, учитывающая наличие скачка уплотнения в ПСА

Практическая значимость работы заключается в том, что

- Разработана конструкция парожидкостного струйного аппарата с регулируемой производительностью, позволяющая варьировать время пребывания нагретой мелассы в выдерживателе и необходимая для работы с мелассами разной степени бактериальной обсемененности

- Существенно упростилось техническое обслуживание установки для стерилизации, так как исключена необходимость очистки от сахарного нагара теплообменных поверхностей обычно применяемых подогревателей, возросла надежность работы установки подготовки мелассы к стерилизации

- Существенно снижены металлоемкость и массогабаритные характеристики установки для нагрева и стерилизации мелассы

- Повысилась точность поддержания температуры нагретой мелассы благодаря малой инерционности струйного подогревателя, что позволило избежать перегревов, приводящих к образованию карамелей и меланоидов и к снижению содержания сбраживаемых Сахаров

- Установлено, что при использовании разработанного струйного аппарата в технологической схеме нагрева мелассы перед стерилизацией обеспечивается дополнительный процесс гомогенизации, улучшающий питательные ее свойства

- Создан автоматизированный алгоритм расчета ПСА на основе применения электронных таблиц Ехе1, необходимый для включения ПСА в аппаратурно-технологические схемы различных пищевых производств Апробация работы Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на П-й конференции «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (г Воронеж, апрель 2004г), У-й Международной конференции «Техника и технология пищевых производств» (г Могилев, май 2005г), на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и сотрудников СПбГУНиПТ (2003-2007 г г )

Публикации. По теме опубликовано 8 работ, в том числе 2 свидетельства на полезную модель и 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка использованных источников и приложений Работа изложена на 123 страницах основного текста, содержит 15 таблиц и 20 рисунков Список литературы включает 165 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Сверхзвуковой парожидкостный струйный аппарат имеет три основные части- паровое сопло, коническую камеру смешения, тормозной диффузор Жидкость попадает в камеру смешения через кольцевой зазор между наружной поверхностью парового сопла и внутренней поверхностью камеры смешения Проходя через сопло, пар приобретает настолько большой импульс, что его оказывается достаточно для полного распыла потока жидкости с образованием в камере смешения двухфазной смеси капельной структуры с размером частиц менее 1 мкм При таком размере частиц площадь контакта фаз может достигать 12 м2 на 1 см3 объема камеры смешения Благодаря тонкодисперсной капельной структуре смесь приобретает очень малую вязкость, что способствует интенсивному перемешиванию и равномерному прогреву всего потока, проходящего через камеру смешения аппарата, исключая наличие застойных зон Расчет струйного аппарата сводится к расчету давлений и скоростей движения сред в основных сечениях проточной части Для анализа процессов, происходящих в ПСА, предложено выделить четыре основных сечения (рис 1) I — первое сечение, совпадающее со срезом парового сопла, соответствующее состоянию потоков перед смешением,

II - второе сечение в горловине камеры смешения непосредственно перед

фронтом скачка уплотнения, соответствующее состоянию равновесной двухфазной смеси капельной структуры, когда завершены обмен импульсом, теплопередача и массоперенос,

III - третье сечение, непосредственно за фронтом скачка уплотнения, соответствующее жидкому состоянию смеси,

IV - четвертое сечение, соответствующее состоянию потока заторможенной нагретой жидкости на выходе из напорного диффузора

I II III IV

Рис 1 Основные сечения камеры смешения струйного аппарата Определение скорости движения сред в первом сечении

В выходном сечении сопла скорость потока пара определяется по формуле

/ ^

у»П = т 2 -г Рол уол у-1 уРоп )

Скорость истечения жидкости через сопло получается из уравнения Бернулли

у«ж=0,98 I2 ^ож-Лж) (2)

V Рж

Определение скорости движения сред во втором сечении Определение скорости в сечении II в значительной мере зависит от модельного представления о механизме протекания процесса смешения, происходящего между первым и вторым сечениями, от свойств образующейся смеси и закономерностей ее движения Обычно камера смешения между сечениями I и II рассматривается как изолированная система, поэтому предполагается, что внешние силы отсутствуют, и в связи с этим считается, что пар полностью передает потоку жидкости свой импульс Поэтому уравнение сохранения количества движения потоков до и после смешения выглядит следующим образом

т„ 1Пж=тси (3)

Получающиеся при этом расхождения между результатами расчета и испытания инжекторов настолько значительны, что заставляют на практике вносить в данную формулу коэффициент потерь, корректирующий результат расчета более, чем в два раза

X т„ м>„+тж =тсм м>си , (4)

где / я 0,45 - коэффициент потери импульса потока пара

Эти расхождения объясняются тем, что существующие модельные представления не учитывают влияние фазового перехода на процесс передачи импульса Известно, что фазовый переход всегда сопровождается поглощением или выделением значительного количества скрытой теплоты, приводит к изменению энтропии потока и неизбежно сказывается на процессе движения двухфазной смеси В результате конденсации пара происходит существенное уменьшение энтропии потока В соответствии со вторым законом термодинамики энтропия в изолированной системе не может убывать Следовательно, система, в которой происходит конденсация, не может считаться изолированной, поэтому в такой системе обязательно необходимо учитывать наличие внешней силы, в результате действия которой на конденсирующийся поток пара будет происходить уменьшение импульса потока смеси Поэтому в уравнении передачи импульса предложено учесть внешнюю силу явным образом

™„ ™п+тл *>ж~Р = тсм ™СМ (5)

В работе дан подробный вывод выражения для внешней силы Вывод основывается на построении модели упругих и неупругих столкновений между молекулами пара и капельками жидкости При этом величина импульса, переданного в результате каждого столкновения, вычисляется параметрически в зависимости от угла, под которым происходит столкновение Модель приводит к следующему уравнению для силы

^ = 1 тп (6)

Если выражение для силы подставить в уравнение сохранения импульсов (5) и полученное уравнение привести к форме (4), то выражение для коэффициента потерь принимает вид

Таким образом, в начале камеры смешения струйного аппарата образуется однородная тонкодисперсная двухфазная смесь жидкости и пара, движущаяся с некоторой скоростью Состояние смеси равновесное, так как статическое давление по всей длине камеры смешения соответствует давлению насыщения при температуре смеси Для вычисления значения скорости движения смеси в сечении II необходимо выяснить свойства двухфазной смеси и закономерности ее движения в сужающемся канале камеры смешения Для этого в работе получена система двух дифференциальных уравнений, которая показывает взаимосвязь температуры, давления и удельного объема смеси

Ф г С8-) — =__-_ (9)

Т <?"-V*)' ¿V (у"-у1)с> ^

Применение данной системы уравнений совместно с уравнением для квадрата скорости распространения малых возмущений в однородной среде (10) приводит к уравнению для скорости звука в двухфазной равновесной среде (11)

(10) а =-^ У// Г ,- (11)

Ф Л (Тс'Г (г^-г-Р)

V -V

Уравнение (11) показывает, что скорость звука является функцией лишь двух независимых параметров Т и Д так как удельные объемы пара у" и жидкости V, скрытая теплота парообразования г и теплоемкость жидкости с' на линии насыщения являются функциями температуры и могут быть получены из таблиц для насыщенных паров В табл 1 приведены значения скорости звука, вычисленные по данной формуле Из таблицы видно, что при интересующей нас температуре 120°С скорость звука снижается до 2 м/с Это обстоятельство указывает на то, что при скорости 50 м/с смесь будет двигаться со сверхзвуковой скоростью При этом число Маха потока будет достигать 25 Поскольку течение получается сверхзвуковым, то для анализа движения можно воспользоваться известным уравнением, описывающим сверхзвуковое движение сжимаемых сред в сужающихся и расширяющихся каналах

_4_ (12)

УУ Ф М2-I х '

Таблица 1

т Р

°к 0,01 ОД 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,99

283 0,02 0,02 0,03 0,03 0,04 0,04 0,05 0,07 0,11 0,21 2,14

293 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,08 0,10 0,13 0,19 0,38 3,83

303 0,07 0,08 0,08 0,10 0,11 0,14 0,17 0,23 0,34 0,68 6,74

313 0,11 0,12 0,14 0,15 0,18 0,22 0,27 0,36 0,54 1,08 10,78

323 0,17 0,19 0,22 0,25 0,29 0,34 0,43 0,57 0,86 1,72 17,07

333 0,27 0,29 0,33 0,38 0,44 0,53 0,66 0,88 1,32 2,64 26,11

343 0,40 0,44 0,49 0,56 0,66 0,79 0,99 1,31 1,97 3,94 38,68

353 0,58 0,64 0,72 0,82 0,95 1,15 1,43 1,91 2,86 5,71 55,64

363 0,82 0,90 1,02 1,16 1,35 1,62 2,03 2,70 4,05 8,09 77,84

373 1,14 1,25 1,41 1,61 1,88 2,25 2,81 3,75 5,62 11,20 106,06

383 1,55 1,70 1,91 2,19 2,55 3,06 3,82 5,09 7,63 15,19 140,93

393 2,06 2,27 2,55 2,91 3,40 4,08 5,09 6,79 10,16 20,20 182,63

403 2,71 2,98 3,35 3,83 4,46 5,35 6,68 8,90 13,31 26,42 231,31

413 3,50 3,85 4,33 4,94 5,77 6,91 8,63 11,49 17,18 33,99 286,24

423 4,46 4,91 5,52 6,31 7,35 8,81 11,00 14,63 21,85 43,11 346,56

При числе Маха М=25 знаменатель правой части уравнения (12) получается весьма большим, из-за чего уменьшение площади сечения канала в 2 раза приводит к уменьшению скорости всего на 0,1%, поэтому изменение скорости при движении сверхзвуковой двухфазной смеси в сужающемся канале камеры смешения в действительности будет очень незначительным Следовательно, в конце сужающегося канала камеры смешения, то есть в сечении II, скорость будет такой же, как и в начале камеры смешения

Определение статического давления смеси в третьем сечении

Дальнейшее движение происходит в напорном диффузоре, который имеет форму канала, расширяющегося по ходу движения смеси Течение потока в расширяющемся диффузоре, в основном, соответствует движению сверхзвуковых потоков в расширяющихся каналах Если противодавление на выходе из диффузора больше, чем давление в потоке, то в диффузоре, также как и в сопле Лаваля при течении влажного пара, формируется прямой скачок уплотнения, в котором давление скачкообразно возрастает от давления насыщения до противодавления Плотность смеси после скачка равна плотности жидкости, поскольку за фронтом скачка давление смеси становится больше, чем давление насыщения, а значит, пар за скачком существовать не может Применение уравнений сохранения импульса и массы для II и П1 сечений

приводит к следующей зависимости давления за фронтом скачка от давления и скорости смеси перед скачком

РсМ=Рш+™т Рж Р (1-/9) (13)

Определение статического давления смеси в четвертом сечении

Статическое давление на выходе из аппарата (противодавление), соответствующее сечению IV, будет больше, чем давление в сечении III, так как по мере движения потока в напорном диффузоре происходит торможение потока жидкости, при котором часть скоростного напора потока переходит в статическое давление Применение уравнения Бернулли для сечений III и IV с учетом потерь в диффузоре приводит к следующей зависимости давления на выходе из аппарата от скорости движения смеси перед скачком уплотнения

IV 2

р'"=рп Рж a-Ä [/»+0-Ä §]->? (14)

Разработка ПСА с регулируемой производительностью и экспериментальное его исследование

Полученные соотношения положены в основу алгоритма расчета парожидкостного струйного аппарата Алгоритм автоматизирован с применением электронных таблиц Exel Использование автоматизированного алгоритма позволяет существенно упростить расчет парожидкостного струйного аппарата В работе описана усовершенствованная конструкция сверхзвукового парожидкостного струйного аппарата с регулируемой производительностью Предложено для регулирования производительности парожидкостного струйного аппарата применить подвижное в осевом направлении паровое сопло, что дает возможность синхронно изменять сечение парового и жидкостного сопел и за счет этого регулировать производительность аппарата при сохранении постоянной температуры смеси на выходе Сущность технического решения пояснена на рис 2 В корпусе инжектора 1 соосно расположены паровое сопло 2, конфузор 3 и диффузор 4 Паровое сопло снабжено центральным телом 5 и выполнено подвижным с возможностью осевого перемещения При вращении центрального тела 5 через резьбовую втулку 6, неподвижно соединенную с соплом 2, вращение преобразуется в поступательное движение сопла

л

Рис.2. Устройство ПСА 1-корпус, 2-сопло, 3-конфузор, 4-диффузор, 5-центральное тело, 6-резьбовая втулка, 7-дистанционная втулка, 8-уплотнение, 9-гайка, 1О-ограничитель, 11 -штурвал, 12-прокладка, 13-фланец; А- патрубок входа пара, В- патрубок входа воды, С-фланец выхода смеси, Э- пусковой патрубок.

В работе приведены результаты экспериментального исследования спроектированного аппарата. Модельные испытания проводились на воде и водяном паре. Схема экспериментальной установки изображена на рис.3.

В дренаж

Холодная вода

60-110 °С 0,5 кгс/см2

Вода из бака

Рис.3. Схема экспериментальной установки В ходе испытаний снимались семейства дроссельных характеристик инжектора в виде зависимостей противодавления от расхода воды при различных давлениях пара. Анализ результатов испытаний показал, что при заданных исходных параметрах смешиваемых сред в струйном аппарате могут реализовываться два режима работы - сверхзвуковой и дозвуковой. На рис.4.

приведена типовая расходно-напорная характеристика аппарата Она состоит из двух участков, отвечающих дозвуковому и сверхзвуковому режимам

Рис 4 Типовая расходно-напорная характеристика ПСА

Первый участок, соответствующий дозвуковому режиму, представляет собой направленную вниз ветвь параболы, аналогичную характеристике центробежного насоса (точки 1-2-3) Дозвуковая характеристика обрывает ся на значении расхода Отт, так как при снижении расхода воды ниже значения О'™" происходит запаривание аппарата по причине недоконденсации поступающего пара При снижении сопротивления напорной магистрали расход жидкости увеличивается, и происходит переход из дозвукового режима в сверхзвуковой режим

Второй участок, соответствующий сверхзвуковому режиму, представляет собой вертикальную линию (точки 3-4-5) В сверхзвуковом режиме достигается максимальный расход Ошах, причем величина расхода не зависит от сопротивления напорной магистрали После выхода на сверхзвуковой режим повышение сопротивления напорной магистрали не приводит к изменению расхода Это объясняется тем, что скорость движения потока в камере смещения аппарата становится больше, чем скорость распространения малых возмущений, именно поэтому возмущение давления, вызванное изменением сопротивления напорной магистрали, не может привести к изменению давления на входе в аппарат, а значит, не изменяется и расход Высота вертикального участка характеристики, то есть максимальный создаваемый напор, зависит от количества пара, подаваемого на аппарат Чем больше подается пара, тем большее количество движения приобретает жидкость, тем больше получается создаваемый

напор Когда противодавление становится больше, чем максимальный напор аппарата, происходит обратный переход из сверхзвукового режима в дозвуковой, что сопровождается внезапным резким изменением расхода жидкости Чем выше поднимается вертикальный участок характеристики, тем более значительным будет изменение расхода жидкости при смене режимов

Применение ПСА для подогрева мелассы перед ее стерилизацией

Апробация аппарата производилась на дрожжевом заводе (г Ростов-на-Дону) в технологической схеме стерилизации питательной среды на основе мелассы Процесс стерилизации предполагает нагрев среды до температуры 120-125°С и выдерживание в течение времени, необходимого для уничтожения вегетативных форм бактерий и спор На рис 5 приведена принципиальная схема участка подготовки раствора мелассы Сырая меласса из сборника непрерывно подается насосом в смеситель, где смешивается с горячей водой В смесителе происходи предварительный нагрев раствора мелассы до температуры 60°С Далее раствор мелассы по переливной трубе поступает в буферную емкость, откуда насосом подается в секцию стерилизации, состоящую из пластинчатого теплообменника, пароводяного струйного аппарата ПСА и стерилизационного выдерживателя В секции рекуперации пластинчатого теплообменника происходит предварительный нагрев исходного раствора мелассы от 60°С до 90°С горячей стерилизованной мелассой В ПСА раствор мелассы смешивается с острым паром, при этом температура раствора повышается до температуры стерилизации 120-125°С При отклонении температуры стерилизации от заданной, после стерилизационного выдерживателя, раствор мелассы с помощью электромагнитных клапанов возвращается в буферную емкость Быстрое охлаждение раствора мелассы после стерилизации достигается в расширителе испарительного охлаждения, где, благодаря мгновенному снижению давления, происходит процесс испарения добавленной при стерилизации влаги, и температура раствора мелассы понижается примерно до 98-100°С Далее в теплообменнике стерильная меласса охлаждается примерно до 65-70°С, нагревая при этом поступающий на стерилизацию раствор мелассы Вторичные пары поступают из расширителя в кожухотрубный конденсатор, где отдают свою теплоту воде, нагревая ее до 50-60°С Далее нагретая вода поступает в емкость горячей воды, из которой насосом подается в смеситель для приготовления раствора мелассы

Пар

Рис.5. Технологическая схема участка подготовки раствора мелассы Производительность всей линии определяется производительностью ПСА. Необходимость регулирования производительности в существующей системе стерилизации объясняется требованием варьирования время пребывания нагретой мелассы в выдерживателе при работе с мелассами разной степени бактериальной обсемененности. В целом конструктивные особенности ПСА и организация процессов в нем обеспечивают интенсивную тепломеханическую обработку продукта.

Применение струйного аппарата для карбонизации минеральных вод

Эффективность процесса насыщения воды или водных растворов диоксидом углерода определяется механизмом абсорбции, в соответствии с которым требуется создание развитой поверхности контакта между газом и жидкостью. Эффективно решить задачу насыщения воды диоксидом углерода можно, применив газожидкостный струйный аппарат. С этой целью был спроектирован и изготовлен струйный аппарат, в основу расчета которого положена математическая модель, полученная в настоящей работе. Данный струйный аппарат был испытан на заводе газированных напитков «Аква-Вайт» (г. Ессентуки), а также на предприятии ЗАО «Лабинская Линия» (г.Лабинск) в

технологических линиях непрерывного розлива минеральной воды Испытания показали, что струйный аппарат обеспечивает необходимую степень насыщения воды диоксидом углерода даже без предварительного ее охлаждения При этом появилась возможность отключить обычно используемый чиллер мощностью 270 кВт Длина рабочей части струйного аппарата, в пределах которой осуществляется двухфазный режим истечения, составляет 300 мм При средней скорости движения двухфазной смеси около 30 м/с время пребывания смеси в пределах камеры смешения струйного аппарата составляет около 0,01 сек Однако, несмотря на такую малую продолжительность процесса, растворение газа происходит полностью, что подтверждается актами испытаний и внедрения

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 Теоретически обоснована причина существенной (более 50%) потери импульса потока смеси, происходящей при смешении потоков пара и жидкости в случае значительной разницы начальных их скоростей на входе в камеру смешения Для определения потери импульса получено расчетное соотношение, содержащее начальные скорости потоков пара и жидкости

2 На основе анализа парожидкостного равновесия составлено уравнение состояния двухфазной парожидкостной смеси, проанализированы ее термодинамические свойства, и теоретически обоснована причина возникновения в смеси скачка уплотнения, происходящего в камере смешения аппарата.

3 Разработана методика инженерного расчета сверхзвукового парожидкостного струйного аппарата с изменяемой геометрией проточной части, работающего с образованием скачка уплотнения в камере смешения

4 Разработана конструкция парожидкостного струйного аппарата с изменяемой геометрией проточной части, обеспечивающая регулирование производительности, показана целесообразность синхронного изменения расходов пара и жидкости с целью поддержания постоянной температуры нагретой смеси при изменении расхода жидкости через аппарат

5 Установлено, что при использовании разработанной конструкции ПСА с регулируемой производительностью в схеме нагрева мелассы перед стерилизацией обеспечивается совмещение в нем двух технологических процессов - нагрева мелассы и ее гомогенизации

6 Существенно снижены металлоемкость и массогабаритные характеристики производственной установки для нагрева и стерилизации мелассы, а также эксплуатационные затраты на техническое обслуживание установки Благодаря

внедрению разработанной конструкции ПСА на дрожжевом заводе (г Ростов-на-Дону) экономический эффект, за счет уменьшения расхода пара на нагрев мелассы, составил около 120тысруб в год

7 Подтверждена высокая эффективность работы конструкции струйного аппарата, разработанного на основе полученной математической модели, для процесса карбонизации минеральных вод (г Ессентуки, г Лабинск). Экономический эффект, за счет отключения чиллера мощностью 270 кВт, составил около 300 тыс руб в год

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1 Васильев Д В Пароводяной насос-подогреватель Свидетельство на полезную модель №12442//Государственный реестр полезных моделей -1999

2 Васильев ДВ Пароводяной струйный аппарат Свидетельство на полезную модель №16019//Государственный реестр полезных моделей -2000

3 Васильев ДВ Использование струйных газоаэраторов в технологических линиях производства газированных напитков//Тез докл II Межд науч-техн конф «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» - Воронеж, 2004 -4 2-С 116-118

4 Васильев Д В Практические аспекты применения пароводяных инжекторов в пищевой промьппленности//Хранение и переработка сельхозсырья -М , 2004 -№11 -С 55-58

5 Васильев Д В Подход к решению проблемы помпажа в схемах с пароводяными струйными аппаратами//Тез докл V Межд науч -техн конф «Техника и технология пищевых производств» -Могилев, 2005 -С 208-209

6 Васильев Д В К вопросу эффективности применения паро-жидкостных струйных аппаратов для стерилизации мелассы//Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий -СПб, 2006 -№1 -С 67-69

7 Сабуров А Г, Васильев Д В К выводу и анализу обобщенного уравнения состояния веществаУ/Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий -СПб, 2006 -№1 -С 33-41

8 Сабуров А Г, Васильев Д В К теории конденсации пара на одиночной движущейся капле//Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий -СПб, 2006 -№2 -С 168-173

Основные обозначения.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Краткие сведения о струйных аппаратах.

1.2. Применение струйных аппаратов в пищевой промышленности.

1.3. Обзор работ по теории струйных аппаратов.

Глава 2. Разработка математической модели сверхзвукового парожидкостного струйного аппарата (ПСА).

2.1. Модельное описание проточной части ПСА и формулировка основных допущений.

2.2. Уравнения материального и теплового баланса.

2.3. Уравнения расчета течений в паровом и жидкостном соплах.

2.4. Уравнение передачи импульса при конденсации пара на струе жидкости в смесительном конусе ПСА.

2.5. Вывод уравнения состояния равновесной парожидкостной смеси.

2.6. Свойства двухфазной равновесной смеси и движение смеси в сужающемся канале камеры смешения.

2.7. Соотношения для условий торможения сверхзвуковой равновесной смеси в напорном диффузоре.

Глава 3. Разработка методики расчета и проектирования регулируемого парожидкостного струйного аппарата с подвижным паровым соплом.

3.1. Описание принципа действия и недостатков известных сверхзвуковых парожидкостных инжекторов.

3.2. Описание конструкции проектируемого струйного аппарата.

3.3. Общий порядок расчета.

3.4. Пример расчета основных сечений проточной части

3.5. Теоретические характеристики.

Глава 4. Экспериментальное исследование сверхзвукового парожидкостного струйного аппарата с подвижным паровым соплом и его практическое применение для технологических процессов пищевых производств.

4.1. Описание экспериментальной установки и методики проведения испытаний.

4.2. Результаты экспериментального исследования расходно-напорной характеристики парожидкостного струйного аппарата.

4.3. Анализ расходно-напорной характеристики парожидкостного струйного аппарата.

4.4. Применение парожидкостного струйного аппарата для подогрева мелассы перед стерилизацией.

4.5. Применение струйного аппарата для карбонизации напитков.

Основные результаты работы.:.

Актуальность темы Повышение эффективности технологических процессов является одной из важных задач развития перерабатывающих предприятий агропромышленного комплекса. Общеизвестно, что решение этой задачи возможно либо путем количественных, либо путем качественных изменений. При количественных (экстенсивных) изменениях повышение эффективности обычно достигается за счет усложнения процессов и удорожания аппаратов. При качественных же (интенсивных) изменениях удается добиться повышения эффективности при одновременном упрощении и удешевлении аппаратурного оформления технологического процесса.

Известно, что эффективность многих процессов пищевых производств зависит от величины площади поверхности контактирующих фаз (потоков). Поэтому при проектировании аппаратуры вопросу создания развитых межфазных поверхностей необходимо уделять особое внимание с целью повышения интенсивности тепло- и массообменных процессов. На сегодняшний день общепризнано, что применение струйных технологий для ряда процессов пищевых производств позволяет решать данную задачу максимально просто и при минимальных затратах, так как струйные аппараты отличаются простой конструкцией, незначительной массой и компактностью. Высокие эксплуатационные свойства струйных аппаратов подтверждаются большим числом примеров их эффективного применения в различных технологических схемах. В частности, весьма перспективным и недостаточно исследованным является применение парожидкостных струйных аппаратов (инжекторов) для подготовительных процессов обработки органогенных материалов, допускающих их обводнение, например для нагрева и гомогенизации мелассы перед подачей в выдерживатель для стерилизации.

Основные требования, предъявляемые к подогревателю в системе стерилизации - это быстрый выход на рабочий режим и малая инерционность при регулировании, чтобы не допускать значительного перегрева, недогрева, либо неравномерного нагрева потока, так как перегрев может вызвать снижение содержания сбраживаемых Сахаров из-за образования карамелей и меланоидов, а недогрев, либо неравномерный прогрев не гарантирует стерильность раствора мелассы.

Существующие подогреватели имеют ряд существенных недостатков. Так использование поверхностных теплообменников приводит к сложностям в техническом обслуживании, связанным с необходимостью периодической очистки теплообменной поверхности от сахарного нагара. Кроме того, поверхностные подогреватели вследствие своей инерционности затрудняют точное регулирование температуры при изменении расхода мелассы. Использование смесительных барботажных подогревателей из-за наличия застойных зон не обеспечивает равномерный прогрев всего объема мелассы, проходящей через подогреватель, что в свою очередь не гарантирует выполнение основной задачи - стерилизации потока мелассы.

Применение сверхзвукового парожидкостного инжектора в системе стерилизации позволит качественно изменить процесс стерилизации, существенно повысив его эффективность. При этом возрастет точность поддержания температуры, будет обеспечена равномерность прогрева всего потока мелассы, упростится техническое обслуживание системы. При стерилизации мелассы с высокой степенью общей бактериальной обсемененности возникает необходимость увеличить время пребывания мелассы в выдерживателе. Для этого необходимо чтобы инжектор обладал возможностью изменять свою производительность. При этом в процессе изменения производительности температура смеси на выходе инжектора должна оставаться постоянной, то есть расходы греющей и нагреваемой сред должны изменяться синхронно и пропорционально.

Струйные аппараты имеют много нюансов в расчете, не достаточно полно освещенных в научно-технической литературе. Особенно это касается парожидкостных струйных аппаратов, когда необходимо рассматривать движение двухфазной смеси с учетом фазового перехода. Следует подчеркнуть, что фазовый переход всегда сопровождается поглощением или выделением значительного количества скрытой теплоты, что приводит к значительному изменению энтропии потока и неизбежно сказывается на процессе движения двухфазной смеси. Существующие модельные представления [35-40,50,7077,86,87] не учитывают влияние фазового перехода на ход процесса передачи импульса, что неизбежно приводит к применению корректирующих коэффициентов, изменяющих результат расчета более, чем в два раза. Моделей же, описывающих неизоэнтропическое движение, когда вещество переходит из одной фазы в другую, в научно-технической литературе крайне мало. Это обусловлено тем, что общая задача о движении неравновесных двухфазных систем с учетом массопередачи весьма сложна, так как для ее решения требуется расчет скорости фазовых переходов, а существующая термодинамика равновесных процессов не дает методов для анализа процессов неравновесных. Тем не менее, если в основу модельного представления положить случай предельного фазового равновесия, то задача о неизоэнтропическом движении может быть решена известными методами.

Таким образом, в соответствии с вышеизложенным можно сформулировать цели и задачи, решаемые в данной работе.

Цель работы состоит в изучении механизма смешения в парожидкостном струйном аппарате, разработке методики инженерного расчета ПСА и в создании нового струйного аппарата с изменяемой производительностью. Задачи исследования, решаемые в данной работе:

- изучение процесса передачи импульса от потока пара к потоку жидкости при одновременной конденсации паровой фазы, разработка математической модели процесса смешения фаз;

- анализ термодинамических свойств получающейся в камере смешения ПСА парожидкостной смеси и изучение закономерностей ее неизоэнтропического движения;

- разработка методики инженерного расчета парожидкостного струйного аппарата;

- создание конструкции более совершенного парожидкостного струйного аппарата с регулируемой производительностью;

- получение расходно-напорных характеристик нового струйного аппарата;

- апробация разработанной конструкции ПСА для некоторых технологических процессов пищевых производств. (В качестве реальных рабочих сред , на которых проводилась апробация использовались водный раствор мелассы и водяной пар, а также вода и диоксид углерода).

Объектом исследования являлись процессы, происходящие при смешении струй пара и жидкости, а также напорные характеристики парожидкостного струйного аппарата, работающего в сверхзвуковом режиме с реализацией прямого скачка уплотнения. В качестве модельных сред, для которых осуществлялось составление математической модели, и на которых производились испытания, были взяты наиболее доступные среды - вода и водяной пар.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- Дано теоретическое обоснование причины существенной потери импульса потока смеси, происходящей при смешении потоков пара и жидкости в камере смешения ПСА. Получено расчетное выражение для определения коэффициента потери импульса, содержащее начальные скорости потоков.

- Составлено уравнение состояния двухфазной равновесной парожидкостной смеси. Проведен анализ термодинамических свойств смеси и теоретически обоснована причина возникновения в смеси сверхзвукового скачка уплотнения, происходящего в камере смешения аппарата.

- Разработана методика инженерного расчета сверхзвукового парожидкостного струйного аппарата, учитывающая наличие скачка уплотнения в камере смешения.

Практическая значимость работы заключается в том, что:

- Разработана конструкция парожидкостного струйного аппарата с изменяемой производительностью [24, 25], позволяющая варьировать время пребывания нагретой мелассы в выдерживателе. Показана целесообразность синхронного изменения расходов пара и жидкости с целью сохранения постоянной температуры нагретой смеси при изменении расхода жидкости через аппарат.

Повысилась точность поддержания температуры нагретой мелассы благодаря малой инерционности струйного подогревателя, что позволило избежать перегревов, приводящих к образованию карамелей и меланоидов и к снижению содержания сбраживаемых Сахаров.

Существенно упростилось техническое обслуживание системы, так как отпала необходимость чистки теплообменных поверхностей от сахарного нагара.

Существенно снижены металлоемкость и массогабаритные характеристики установки для нагрева и стерилизации мелассы. *

Установлено, что при использовании разработанного струйного аппарата в схеме нагрева мелассы перед стерилизацией обеспечивается дополнительный и процесс гомогенизации, улучшающий питательные свойства мелассы. Создан автоматизированный алгоритм расчета ПСА на основе применения электронных таблиц Ехе1, необходимый для включения ПСА в аппаратурно-технологические схемы различных пищевых производств.

Основные результаты работы

1. Дано теоретическое обоснование причины существенной (более 50%) потери импульса потока смеси, происходящей при смешении потоков пара и жидкости в случае значительной разницы начальных скоростей на входе в камеру смешения. Для определения потери импульса получено расчетное соотношение, содержащее начальные скорости потоков.

2. На основе анализа парожидкостного равновесия составлено уравнение состояния двухфазной парожидкостной смеси, проанализированы ее термодинамические свойства и теоретически обоснована причина возникновения в смеси скачка уплотнения, происходящего в камере смешения аппарата.

3. Разработана методика инженерного расчета сверхзвукового парожидкостного струйного аппарата с изменяемой геометрией проточной части, работающего с образованием скачка уплотнения в камере смешения.

4. Разработана конструкция парожидкостного струйного аппарата с изменяемой геометрией проточной части. Показана целесообразность синхронного изменения расходов пара и жидкости при регулировании производительности аппарата с целью расширения диапазона устойчивой его работы.

5. Составлены семейства напорных, расходных, дроссельных характеристик парожидкостного струйного аппарата, устанавливающих взаимосвязь различных входных и выходных параметров на различных режимах и необходимых для включения аппаратов ПСА в аппаратурно-технологические схемы различных производств.

6. Установлено, что при использовании разработанной конструкции струйного аппарата в схеме нагрева мелассы перед стерилизацией обеспечивается совмещение в нем двух технологических процессов - нагрева мелассы и ее гомогенизации.

7. Существенно снижены металлоемкость и массогабаритные характеристики производственной установки для нагрева и стерилизации мелассы, а также эксплуатационные затраты на подогрев мелассы перед стерилизацией. Благодаря внедрению разработанной конструкции ПСА (г. Ростов-на-Дону) экономический эффект за счет уменьшения расхода пара на нагрев мелассы составил около 120 тыс.руб. в год. 8. Подтверждена высокая эффективность работы конструкции струйного газоаэратора, разработанного на основе полученной математической модели, для случая карбонизации безалкогольных напитков (г.Ессентуки, г.Лабинск). Экономический эффект за счет отключения чилера мощностью 270 кВт составил около 300 тыс.руб. в год.

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. -824 с.

2. Абрамович Г.Н., Крашенинников С.Ю., Секундов А.И. и др. Турбулентное смешение газовых струй / М.: Наука, 1974. - 272 с.

3. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960.-824с.

4. Абрамович Г.Н., Гиршович Т.А., Крашенинников С.Ю. и др. Теория турбулентных струй / М.: Наука, 1984. -716с.

5. Акимов М.В., Цегельский В.Г. Экспериментальное исследование жидкостно-газовых струйных аппаратов с активным двухфазным потоком // Изв. вузов. Машиностроение. 2002. - № 5. - С. 21 - 34.

6. Аладьев И.Т., Кабаков В.И. Анализ эффективности конденсационного инжектора // Вопросы тепло- и массопереноса в энергетических установках: Тр. ЭНИН; Вып. 19. М., 1974. - С. 45 - 61.

7. Ароне Г.А. Струйные аппараты. М.: Госэнергоиздат, 1948,- 139с.

8. Бабуха Г.Л., Шрайбер A.A., Мшютин В.Н., Подвысоцкий A.M. Эксперименхальное исследование устойчивости капель при соударениях // Теплофизика и теплотехника. Киев.: Наукова думка, 1972. -Вып.21.-С.41-44.

9. Баженов М.И. Экспериментальное исследование водовоздушного струйного аппарата на прозрачной модели // Изв. вузов. Энергетика. -1966.-№3.-С. 82-86.

10. Басаргин Б.Н., Звездин Ю.Г., Соболев В.Г. Математическое описание процесса совместного переноса тепла и массы в дисперсных системах // Массообменные и теплообменные процессы химической технологии. -Ярославль, 1975. С. 3 - 6.

11. Баттерворс Д., Хьюитт Г. Теплопередача в двухфазном потоке. -М: Энергия, 1980.-325 с.

12. Баулин К. Н. Эжекторы // Отопление и вентиляция, 1931, № 10.

13. Баулин К. Н. Исследование работы эжектора // Отопление и вентиляция, 1933, №2.

14. Баулин К. Н. О расчете эжекторов // Отопление и вентиляция, 1938, №6.

15. Берман Л.Д. Определение коэффициентов массо- и теплоотдачи при расчете конденсации пара из парогазовой смеси // Теплоэнергетика.-1972. -№11.-С. 52-55.

16. Берман Л.Д., Ефимочкин Г.И. Экспериментальное исследование водоструйного эжектора// Теплоэнергетика. -1963 .-№9.-С.9-15.

17. Берман Л.Д., Ефимочкин Г.И. Особенности рабочего процесса и режимы работы водоструйного эжектора // Теплоэнергетика. 1964. -№2.-С.31-35.

18. Берман Л.Д., Ефимочкин Г.И. Характеристика и расчет низконапорных водоструйных эжекторов // Теплоэнергетика. 1966. - № 10. -С. 89-90.

19. Берман Л.Д., Ефимочкин Г.И. Расчетные зависимости для водоструйных эжекторов // Теплоэнергетика. 1964. - № 7. - С. 44 - 48.

20. Берман Л.Д., Ефимочкин Г.И. Влияние длины камеры смешения на режимы работы и экономичность водоструйного воздушного эжектора // Теплоэнергетика. 1978. - № 12. - С. 66 - 71.

21. Боровков И. С. Работа простейшего газового эжектора с точки зрения термодинамики необратимых процессов // Инженерно-физический журнал. 1974. - Т. 26, № 4. - С. 630 - 639.

22. Боровков И.С. О принципе минимального производства энтропии // Инженерно-физический журнал. -1978. -Т. 35, № 3. -С. 531 539.

23. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение: Пер. с англ. -М.:Мир, 1974.-278с.

24. Васильев Д.В. Пароводяной насос-подогреватель. Свидетельство на полезную модель №12442 // Бюлл. Изобр. 1999.

25. Васильев Д.В. Пароводяной струйный аппарат. Свидетельство на полезную модель №16019 // Бюлл. Изобр. 2000.

26. Васильев Д.В. Использование струйных газоаэраторов в технологических линиях производства газированных напитков // Прогрессивныетехнологии и оборудование для пищевой промышленности — Сборник тезисов Н-ой конференции, г. Воронеж 2004.

27. Васильев Д.В. Практические аспекты применения пароводяных инжекторов в пищевой промышленности // Хранение и переработка с/х сырья 2004.

28. Васильев Д.В. Подход к решению проблемы помпажа в схемах с пароводяными струйными аппаратами // Техника и технология пищевых производств сборник тезисов У-ой конференции, г. Могилев - 2005.

29. Васильев Д.В. К вопросу эффективности применения паро-жидкостных струйных аппаратов для стерилизации мелассы // Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий. -2006. №1.-С. 67-69.

30. Васильев Ю.Н. К теории газового эжектора. — Сборник работ по исследованию сверхзвуковых газовых эжекторов, БНИ ЦАГИ, 1961. — С. 48.

31. Васильев Ю.Н. Газовые эжекторы со сверхзвуковыми соплами. — Сборник работ по исследованию сверхзвуковых газовых эжекторов, БНИ ЦАГИ, 1961.-С. 134.

32. Васильев Ю.Н. Теория двухфазного газожидкостного эжектора с цилиндрической камерой смешения // Лопаточные машины и струйные аппараты.-М.-Машиностроение, 1971.-Вып. 5.-С. 175-261.

33. Васильев Ю.Н., Гладков Е.П. Экспериментальное исследование вакуумного водовоздушного эжектора с многоствольным соплом // Лопаточные машины и струйные аппараты. М: Машиностроение, 1971.-Вып. 5.-С. 262-306.

34. Васильев Ю.Н. Некоторые одномерные задачи течения двухфазной газопарожидкостной смеси // Лопаточные машины и струйные аппараты. М.: Машиностроение, 1972. - Вып. 6. - С. 179 - 201.

35. Вайнштейн С.И., А.Ф. Гандельсман, А.П. Севастьянов и др. Исследование методов пуска конденсационного инжектора / // МГДметод получения электроэнергии; Под ред. В.А. Кириллина, А.Е. Шейндлина. М.: Энергия, 1972. - С. 220 - 237.

36. Вайнштейн С.И., Гандельсман А.Ф., Рябцев В.А. и др. Развитие метода «сброса массы» для запуска конденсационного инжектора и исследование внешних характеристик аппарата / // Теплофизика высоких температур. 1973. - Т. 11, № 6. - С. 1264 - 1271.

37. Вайнштейн С.И., Гандельсман А.Ф., Севастьянов А.П. и др. К вопросу об оптимизации условий работы двухфазного диффузора с конденсирующимся потоком / // Теплофизика высоких температур.1975. -Т. 13, №2.-С. 416-422.

38. Вайнштейн С.И., Ан И.В., Гандельсман А.Ф. и др. Влияние некоторых режимных и геометрических параметров на запуск конденсационного инжектора / // Вопросы газотермодинамики энергоустановок: Тр. ХАИ; Вып. 3. Харьков, 1976. - С. 36 - 45.

39. Вайнштейн С.И., Гандельсман А.Ф., Севастьянов А.П. и др. Анализ эффективности работы однокомпонентного конденсационного инжектора с малым размером горла диффузора / // Теплоэнергетика.1976.-№5.-С. 62-70.

40. Вайнштейн С.И., Шпильрайн Э.Э., Ан И.В. и др. Исследование поведения скачка уплотнения в процессе пуска конденсационного инжектора / // Вопросы газотермодинамики энергоустановок: Тр. ХАИ; Вып. 4. Харьков, 1977. - С. 88 - 98.

41. Волынский М.С. Распыливание жидкости в сверхзвуковом потоке //Изв. АН СССР. Механика и машиностроение 1963. - № 2. - С. 20 - 27.

42. Вукалович М.П. Таблицы термодинамических свойств воды и водяного пара. М.; Л.: Энергия, 1965. - 400 с.

43. Вукалович М.П., Новиков И.И. Термодинамика. М: Машиностроение, 1972. -670с.

44. Вулис Л.А., Кашкаров В.П. Теория струй вязкой жидкости. М.: Наука, 1965.-432С.

45. Гапонов К.Г. Процессы и аппараты микробиологических производств. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.- 239с.

46. Гельперин Н.И., Басаргин Б.Н., Оссовский Б.Г. К теории жидкостно-газовой инжекции. Математическая модель процесса // Теоретические основы химической технологии. 1969. - Т. 3, № 3. -С. 429-440.

47. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии (в 2-х книгах).- М.: Химия, 1981.-811с.

48. Гроот С. де, Мазур П. Неравновесная термодинамика: Пер. с англ. -М.:Мир, 1964.-456с.

49. Гущин Ю.И., Галицкий И.В., Басаргин Б.Н. Коэффициент полезного действия струйного аппарата // Массообменные и теплообменные процессы химической технологии. Ярославль, 1975. - С. 20 - 25.

50. Дейч М.Е., Степанчук В.Ф., Циклаури Г.В. и др. Методика расчета простейшего инжектора // Магнитогидродинамический метод получения электроэнергии. М.: Энергия, 1968. - С. 456 - 467.

51. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергоиздат, 1981.-471 с.

52. Дитякин Ю.Ф., Клячко JI.A., Новиков Б.В. и др. Распыливание жидкостей / М.: Машиностроение, 1977. - 208 с.

53. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Часть

54. Теоретические основы процессов химической технологии. Гидромеханические и тепловые процессы и аппараты.- М.: Химия, 1992.-416с.

55. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: Часть

56. Массообменные процессы и аппараты.- М.: Химия, 1992.- 384с.

57. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика. М.: Машиностроение, 1978.-468с.

58. Ефимочкин Г.И., Кореннов Б.Е. Методика расчета водовоздушного эжектора с удлиненной цилиндрической камерой смешения // Теплоэнергетика. 1976. - № 1. - С. 84 - 86.

59. Ефимочкин Г.И. Конструкция и расчет водоструйных эжекторов с удлиненной камерой смешения // Теплоэнергетика. 1982. - № 12. -С.48-51.

60. Ефимочкин Г.И. Сравнительные испытания пароструйных и водоструйных эжекторов на турбине Т-250/300-240 ТМЗ // Электрические станции. 1982. - № 8. - С. 20 - 23.

61. Жуков Д.А., Кузнецов В.И., Левин А.А. Некоторые результаты экспериментального исследования влияния геометрии камеры смешения инжектора на потери в ней // Теплофизика высоких температур. -1975.-Т. 13,№1.-С. 166-170.

62. Жуковский B.C. Термодинамика.- М.: Энергоатомиздат, 1983.-304с.

63. Зайцев Е. Г. Анализ эффективности сверхзвукового эжектора с перфорированным соплом // Ученые записки ЦАГИ, 1992, XXIII, № 4.

64. Зайцев Е. Г., Рябинков Г. М. Исследование течения газа в камере смешения эжектора //Труды ЦАГИ, 1988, №2398.

65. Захариков Г.М. Основы теории водоструйных аппаратов для сжатия воздуха. М.: Ин-т горного дела, 1965. - 156 с.

66. Зингер Н.М. Исследование водовоздушного эжектора // Теплоэнергетика. 1958.-№8. -С.26-31.

67. Иванов В.А. О дроблении жидкой струи // Прикладная механика и техническая физика. 1966. - № 4. - С. 30 - 37.

68. Идельчик И. Е., Гинзбург Я. JI. О механизме влияния условий входа на сопротивление диффузора // ИФЖ, 1969, XVI, № 3.

69. Идельчик И. Е., Гинзбург Я.Л. Экспериментальное определение коэффициентов восстановления давления в конических диффузорах при больших дозвуковых скоростях и различных условиях на входе // Ученые записки ЦАГИ, 1973, IV, № 3.

70. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. -М.: Машиностроение, 1975. 560 с.

71. Идельчик И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов. -М.: Машиностроение, 1983. 350 с.

72. Иродов В. Ф. К вопросу об описании поля течения в камере смешения инжектора // Инженерно-физический журнал. 1976. - Т. 31, № 5. -С. 788-793.

73. Иродов В.Ф., Аладьев И.Т. К расчету течения в инжекторе-конденсаторе // Исследования по механике и теплообмену двухфазных сред: Тр. ЭНИН; Вып. 25. М., 1974. - С. 156 - 160.

74. Иродов В. Ф., Аладьев И. Т. К расчету параметров двухфазной смеси в камере смешении инжектора-конденсатора // Теплотехнические проблемы прямого преобразования энергии. Киев: Наукова думка, 1975.-Вып. 6.-С.96-98.

75. Иродов В.Ф., Теплов С.В. О течении в камере смешения инжектора-конденсатора // Теплофизика высоких температур. 1973. -Т. 11,№5.-С. 1101-1106.

76. Исаченко В.П., Солодов А.П., Самойлович Ю.З. и др. Исследование теплообмена при конденсации пара на турбулентных струях жидкости / // Теплоэнергетика. -1971. № 2. - С. 7 - 10. •

77. Исаченко В.П., Солодов А.П. Теплообмен при конденсации пара на сплошных и диспергированных струях жидкости // Теплоэнергетика. -1972.-№9. -С.24-27.

78. Исаченко В.П., Сотсков С.А., Якушева Е.В. Теплообмен при конденсации водяного пара на ламинарной цилиндрической струе воды // Теплоэнергетика. 1976. - № 8. - С. 72 - 74.

79. Исаченко В.П., Сотсков С.А., Якушева Е.В. Исследование теплообмена при конденсации водяного пара на турбулентных струях воды // Труды МЭИ. 1975. - Вып. 235. - С. 145 - 152.

80. Кабаков В.И., Аладьев И.Т. Смешение и конденсация в скоростных двухфазных потоках в энергетических устройствах. М.: ЭНИН, 1974.-43с.

81. Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевых производств.- М.: Колос, 1997.-551с.

82. Канингэм Р.Ж. Сжатие газа с помощью жидкоструйного насоса // Тр. Американского общества инженеров-механиков. Сер. Д. Теоретические основы инженерных расчетов. 1974. - № 3. - С. 112 -118.

83. Канингэм Р.Ж., Допкин Р.И. Длины участка разрушения струи и смешивающей горловины жидкоструйного насоса для перекачки газа // Тр. Американского общества инженеров-механиков. Сер. Д. Теоретические основы инженерных расчетов. 1974. - № 3. -С. 128-141.

84. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии,-М.: Химия, 1973.- 750с.

85. Келлер С.Ю. Инжекторы. М.: Машгиз, 1954. - 96 с.

86. Кименов Г. Рациональное использование топлива и энергии в пищевой промышленности.-М.: Агропромиздат, 1990.- 167с.

87. Коган В.Б. Теоретические основы типовых процессов химической технологии.- Л.: Химия, 1977,- 590с.

88. Кудрявцев Б.К., Хураев Л.В. Экспериментальные исследования парожидкостного инжектора в замкнутом контуре // Исследование по тепломассообмену: Тр. ЭНИН; Вып. 53. М., 1976. - С. 70 - 85.

89. Кузнецов В.И. Некоторые результаты экспериментального исследования диссипации энергии в камере смешения инжектора разгонного устройства МГД-установки // Теплофизика высоких температур. - 1975. -Т. 13, №4.-С. 836 - 841.

90. Кутателадзе С.С. Теплопередача при конденсации и кипении. М: Машгиз, 1952.-231с.

91. Кутателадзе С.С., Сорокин Ю.Л. О гидравлической устойчивости некоторых газожидкостных систем // Вопросы теплоотдачи и гидравлики двухфазных сред. М.: Госэнергоиздат, 1961. - С. 315 - 324.

92. Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. Новосибирск: Наука, 1970.-659с.

93. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. -М.: Энергоатомиздат, 1990. 366 с.

94. Ложкин А.Н. и др. Расчет пароструйных компрессоров //Вспомогательное котлотурбинное оборудование. Вып. 1. М.: 1947

95. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. -848с.

96. Локотко А. В., Харитонов А. М., ЧернышевА.В. Исследование процесса смешения в канале прямоугольного сечения со сверхзвуковой скоростью течения // Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск, 1998.

97. Лунин Н.И., Королев Г.А. Исследование рабочего процесса в приемной камере эжекторного конденсатора // Изв. вузов. Энергетика. -1982.-№ 2.-С. 114-117.

98. Лышевский A.C. Закономерности дробления жидкостей механическими форсунками давления. Новочеркасск: НПИ, 1961. - 185 с.

99. Маланичев В. А. Исследование оптимальности критического режима работы сверхзвукового газового эжектора // Труды ЦАГИ, 1994, № 2519.

100. Маланичев В. А. Исследование работы газового эжектора при различных параметрах смешиваемых газов //Труды ЦАГИ, 1994, №2519.

101. Маланичев В. А. Система газовых эжекторов и дифференциальный эжектор. — Прикладная механика и техническая физика. Академия наук СССР, Сибирское отделение (отдельный оттиск). — Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1991.

102. Маланичев В. А. Экспериментальное исследование сверхзвукового газового эжектора // Ученые записки ЦАГИ, 1989, XX, № 4.

103. Матвеенко П.С., Стабников В.Н. Струйные аппараты в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1980.-224с.

104. Милютин В.Н., Подвысоцкий A.M., Хелемский С.Л. 0 взаимодействии капель с поверхностью жидкой пленки // Теплофизика и теплотехника. -1978.-Вып. 35.-С. 84- 89.

105. Милютин В.Н., Хелемский C.JI. Экспериментальное исследование закономерностей взаимодействия быстродвижущихся капель со стенкой // Промышленная теплотехника. 1979. - Т. 1, № 1. -С.49-56.

106. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. -Ч. 1.-464с. -Ч.2.-360С.

107. Нигматулин Б.И. К гидродинамике двухфазного потока в дисперсно-кольцевом режиме течения // Прикладная механика и техническая физика. -1971.-№ 6.-С. 141-153.

108. Нурмухометов Г.З., Коман Г., Реутов А.Н., Валеа Г. Опыт применения новой технологии создания вакуума на установке АВТ-3,5, Румыния // Нефтепереработка и нефтехимия. 2002. - № 2. - С. 14 - 16.

109. Повх И.Л. Техническая гидромеханика. М: Машиностроение, 1976.-502с.

110. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. -М.: Изд-во иностр. лит., 1960. 396 с.

111. Радциг A.A. Теория и расчет конденсационных установок. М.: Энергоиздат, 1934.-218с.

112. Разладин Ю.С., Сагань И.И., Стабников В.Н. Использование вторичных энергоресурсов в пищевой промышленности. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-231с.

113. Рамм В.М. Абсорбция газов. -М.: Химия, 1976.-655с.

114. Романков П.Г., Курочина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии. Л.: Химия, 1974.-288с.

115. Сабуров А.Г., Васильев Д.В. К выводу и анализу обобщенного уравнения состояния вещества // Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий. -2006. №1.-С. 33-41.

116. Сабуров А.Г, Васильев Д.В. К теории конденсации пара на одиночной движущейся капле // Известия Санкт-Петербургского государственного университета низкотемпературных и пищевых технологий. -2006. №2.-С. 168-173.

117. Салтанов Г.А. Сверхзвуковые двухфазные течения- Минск: Высш. шк., 1972.-479с.

118. Севастьянов А.П., Ан И.В., Соловьев А.А. и др. Результаты исследования инжектора, работающего на паровоздушной смеси / // Теплофизика ядерных энергетических установок: Тр. УПИ; Вып. 2. -Свердловск, 1983. -С. 1 -10.

119. Сегаль А.И. Теория инжектора в популярном изложении. СПб.: 1910.

120. Соколов В.Н., Яблокова М.А. Аппаратура микробиологической промышленности. JI.: Машиностроение, 1988.- 278с.

121. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты.-М.: Энергия, 1970.-287с.

122. Солодов А.П., Ежов Е.В. Модель струйной конденсации // Теплоэнергетика. 1984. - № 3. - С. 32 - 35.

123. Спиридонов Е.К., Темнов В.К. Исследование экстремальных характеристик водовоздушного эжектора // Динамика пневмогидравлических систем: Тематический сб. научн. тр. Челябинск: ЧПИ, 1983. -С.62-75.

124. Старикович М.А., Полонский B.C., Циклаури Г.В. Тепломассообмен и гидродинамика в двухфазных потоках атомных электрических станций. -М.: Наука, 1982.-368 с.

125. Стернин JI.E. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. -М: Машиностроение, 1974. -211с.

126. Тарата Э.Я., Интенсивные колонные аппараты для обработки газов жидкостями/Под ред. Л.: изд-во ЛГУ, 1976. -240с.

127. Таубман И.Е. и др. Контактные теплообменники. М.: Химия, 1987.-256с.

128. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения: Пер. с англ. М.: Мир, 1972.-440с.

129. Фисенко В.В. Критические двухфазные потоки. М.: Атомиздат, 1978.-160с.

130. Фисенко В.В., Скакунов Ю.П. и др. О механизме скачка давления в камере смешения струйного аппарата / // Теплоэнергетика. 1982. -№ 10.-С. 48-50.

131. Христианович С. А. О расчете эжектора // Сб. Промышленная аэродинамика, 1944.

132. Хураев Л.В., Воронцов В.Д., Аладьев И.Т. Приближенная теория запуска инжектора // Исследования по механике и теплообмену двухфазных сред: Тр. ЭНИН; Вып. 25. М., 1974. - С. 161 -170.

133. Цегельский В.Г. Применение теорем термодинамики необратимых процессов в определении режима работы двухфазного струйного аппарата// Изв. вузов. Машиностроение. -1976. -№ 5. -С. 98 -103.

134. Цегельский В.Г. Определение режимов работы жидкостно-газового струйного аппарата // Изв. вузов. Машиностроение. 1977. - № 5. -С. 6065.

135. Цегельский В.Г. К теории двухфазного струйного аппарата // Изв. вузов. Машиностроение. 1977. - № 6. - С. 79-85.

136. Цегельский В.Г., Чернухин В.А., Глубоковский С.И. Расчет жидкостно-газового струйного аппарата с конической камерой смешения // Изв. вузов. Машиностроение. 1979. - № 3. - С. 58 - 63.

137. Цегельский В.Г. О зависимости для динамического коэффициента связи в выходном сечении жидкостно-газового струйного аппарата // Изв. вузов. Машиностроение. 1984. - № 1, - С. 47 - 51.

138. Цегельский В.Г. К расчету характеристик жидкостно-газового струйного аппарата//Изв. вузов. Машиностроение. 1984. - № 3. -С. 63 - 68.

139. Цегельский В.Г. К расчету оптимальной длины камеры смешения жидкостно-газового струйного аппарата // Изв. вузов. Машиностроение. -1988.- №7. -С. 61 -67.

140. Цегельский В.Г. Выбор оптимальной длины камеры смешения жидкостно-газового струйного аппарата // Изв. вузов. Машиностроение. -1988.-№9.-С.69-73.

141. Цегельский В.Г., Куприянов А.Г. О возможности интенсификации процессов тепломассообмена в камере смешения струйного аппарата // Вопросы двигателестроения: Тр. МВТУ им. Н.Э. Баумана; №510.-М., 1988.-С. 42-51.

142. Цегельский В.Г., Акимов М.В. Экспериментальное исследование жидкостно-газовых струйных аппаратов с активным двухфазным потоком // Изв. вузов. Машиностроение. 2002. - № 5. - С. 21 - 34.

143. Циклаури Г.В., Даншин B.C., Селезнев Л.И. Адиабатные двухфазные течения. М.: Атомиздат, 1973. - 447 с.

144. Циклаури Г.В. и др. Экспериментальное исследование двухфазного скачка уплотнения. //Теплофизика высоких температур, т. 14, вып. 4,1976.

145. Чернухин В.А., Цегельский В.Г., Глубоковский С.И. О расчете жидкостно-газовых струйных аппаратов // Изв. вузов. Машиностроение.1977.-№8.-С. 81-86.

146. Чернухин В.А., Цегельский В.Г., Глубоковский С.И. и др. Исследование жидкостно-парогазовых струйных аппаратов / // Изв. вузов. Машиностроение. 1977. - № 11. - С. 88 - 91.

147. Чернухин В.А., Цегельский В.Г., Глубоковский С.И. Анализ работы жидкостно-газового струйного аппарата с конической камерой смешения // Вопросы двигателестроения: Тр. МВТУ им. Н.Э. Баумана; №313.-М., 1979.-Вып.2.-С.49-58.

148. Чернухин В.А., Цегельский В.Г., Дорофеев A.A. О режимах работы жидкостно-газового струйного аппарата // Вопросы двигателестроения: Тр. МВТУ им. Н.Э. Баумана; № 290. М, 1979. - С. 35 - 46.

149. Чернухин В.А., Цегельский В.Г., Дорофеев A.A. Экспериментальное исследование жидкостно-газовых струйных аппаратов // Изв. вузов. Машиностроение. 1980. - № 3. - С. 48 - 52.

150. Чернухин В.А. Экспериментальное определение толщины жидкостной пленки и величины «капельного уноса», возникающего под воздействиемскоростного газового потока // Изв. вузов. Машиностроение. 1965. - № 4.-С. 107-112.

151. Шаманов Н.П., Дядик А.Н., Лабинский А.Ю. Двухфазные струйные аппараты. Л.: Судостроение, 1989. - 240 с.

152. Шапиро Я.Г. Экспериментальное исследование жидкостного эжектора // Присоединение дополнительной массы в струйных аппаратах: Тр. МАИ; Вып. 97. М.: Оборонгиз, 1958. - С. 191 - 236.

153. Шидловский В.П. К расчету газожидкостного эжектора // Изв. АН СССР. ОТН.- 1954.-№ 10.-С. 119-123.

154. Шпитов А.Б., Спиридонов Е.К. О предельных режимах работы жидкостно-газового эжектора // Исследование силовых установок и шасси транспортных и тяговых машин: Тематический сб. научн. тр. -Челябинск: ЧГТУ, 1991. С. 129 - 134.

155. Chow W. L., Addy A. L. Interaction between Primary and Secondary Streams of Supersonic Ejector Systems and Their Performance Characteristics //AIAA J., 1964, 2, Ne 4.

156. Elrod G. The Theory of Ejectors // Journ. Appl. Mech., 1945, Ns 3.

157. Fabri J., Siestrunck R. Supersonic Air Ejectors //Advances in Applied Mechanics, 1958, V, p. 1-35.

158. FergusonT. Mixing of Parallel Flowing Streams in a Pressure Gradients // Heat Transfer and Fluid Mechanics Institute, 1942.

159. Flugel W. Berechnung von Strahlapparaten // VDI-Vorschungsheft, 1939, Ns 395.

160. Goff E., Coogan T. Some Two-Dimensional Aspects of the Ejector Problem // Journ. Appl. Mech., 1942. № 4.

161. Hastner, Spooner. An Investigation of the Performance and Design of the Air Ejector Employing Low Pressure Air As the Driving Fluid // Institution of Mechanical Engineers, Proceedings, 1950, № 2.

162. Helmbold H. B. Comparison of Mixing Processes in Subsonic Jet Pumps // Journ. Aeron. Sci., 1955,22, N5 6, p. 5.

163. Keenan I. H., Neumann E. P. A Simple Air Ejector // Journ. Appl. Mech., 1942, № 2.

164. Keenan I.H., Neumann E. P., LustwerkL. An Investigation of Ejector Design by Analysis and Experiment // Journ. Appl. Mech., 1950, 17, N? 9.

165. Kuethe 0. Investigation of the Turbulent+mixing Region Formed by Jets //Journ. Appl. Mech., 1935, 57, A-81.

166. McClintock C., Hood U. Aircraft Ejector Performance // Journ. Aeron. Sci., 1946, Ns 11.

167. Thomas A. The Discharge of Air through Small Orifices, and the Entrapment of Air by the Ussuing Jet //Philosophical Magazine, 1922, 65, N? 263, p. 969988.