автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Пылеочистка газовых выбросов в вихревых аппаратах с ударными пневмогидравлическими распылителями

004611137

ЕЬифЯВах рукописи

КОНЬКОВ ОЛЕГ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПЫЛЕОЧИСТКА ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ В ВИХРЕВЫХ АППАРАТАХ С УДАРНЫМИ ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИМИ РАСПЫЛИТЕЛЯМИ

Специальность 05.17.08. - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 1 0К7 2010

Казань-2010

004611137

Работа выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Учреждения Российской академии наук Казанского научного центра РАН

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Николаев Николай Алексеевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Лаптев Анатолий Григорьевич

кандидат технических наук, доцент Елизаров Виталий Викторович

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Самарский государственный технический университет»

Защита диссертации состоится «¿9 » ОКт^брЯ 2010 г. в /В часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.06 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. К.Маркса, 68 (зал заседаний учёного совета), А-330.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Автореферат разослан « 2 9 » С£-Нт&8рл& 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

С.И. ПоникароЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ*

Актуальность работы.

Для развития химической промышленности необходимо резкое увеличение производительности оборудования при минимальных капитальных затратах и энергоресурсов. Особенно это актуально при разработке систем очистки газовых выбросов предприятий, в силу того, что природоохранным мероприятиям не уделялось и не уделяется должного внимания. Одними из наиболее перспективных аппаратов, обладающих большой пропускной способностью при высокой степени очистки газовых выбросов и низком гидравлическом сопротивлении, являются полые вихревые аппараты.

В вихревые аппаратах реализован «мокрый» способ очистки газовых выбросов, который позволяет улавливать частицы с диаметром менее 10 мкм.

Одной из актуальных проблем при использовании полых вихревых аппаратов является диспергирование жидкости в рабочую зону аппарата. От характеристик факела распыла, таких как диаметр капель, распределение их по размерам, зависят основные параметры, характеризующие работу данного тип а аппаратов: энергетические потери и эффективность очистки газовых выбросов.

Цель работы.

Целью работы является комплексное исследование гидродинамики распада струй и плёнок жидкости в процессах пылеочистки в вихревых аппаратах с ударными пневмогидравлическими распылителями. Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

- разработка устройства диспергирования жидкости, позволяющего достичь более высоких степеней очистки газа от дисперсных примесей в вихревых аппаратах с ударными пневмогидравлическими распылителями;

- оценка влияния размера и распределения капель жидкости на энергетические затраты при обработке газа в полых вихревых аппаратах с ударными пневмогидравлическими распылителями;

- создание инженерной методики расчёта эффективности очистки газов от тонкодисперсной твердой взвеси с учётом турбулентной миграции для вихревого аппарата с предложенным диспергирующим устройством;

- разработка технологической схемы улавливания и повторного использования дисперсных частиц с целью получения наибольшего экономического эффекта при внедрении системы пылеочистки.

Научная новизна.

- представлена методика определения толщины плёнки жидкости с помощью сфокусированного монохромного излучения в видимой области спектра;

- получили зависимость энергетических потерь при обработке газа в аппаратах вихревого типа с ударными пневмогидравлическими распылителями от характеристик дисперсной фазы и интенсивности турбулентности основного

В руководстве работы принимал участие к.т.н. Дмитриев Андрей Владимирович

потока;

- в результате обработки данных экспериментальных и численных исследований получена зависимость эффективности очистки газовых выбросов с учётом влияния турбулентной миграции тонкодисперсной взвеси в полых вихревых аппаратах с разработанным диспергирующим устройством от отношения массовых расходов жидкой и газовой фаз, от среднерасходной скорости газового потока, и размеров капель жидкости и твёрдой дисперсной фазы.

Практическая значимость.

- разработано и защищено патентом Российской Федерации устройство диспергирования жидкости, использование которого в вихревых аппаратах позволит достичь более высоких степеней очистки газа от дисперсных примесей;

- предложена технологическая схема очистки газовых выбросов от полимерной пыли с целью её повторной переработки с использованием полых вихревых аппаратов;

- предложенная конструкция принята к внедрению на ОАО «Нижнекамскнефтехим» г. Нижнекамск, ООО «СафПласт» г. Казань, ЗАО «Полиматиз» г. Елабуга с целью повышения эффективности очистки от полимерной пыли в системах пневмотранспорта при процессах синтеза и переработки полимерных материалов.

На защиту выносится:

- методика и результаты экспериментального исследования толщины свободной плёнки жидкости с помощью сфокусированного монохромного излучения в видимой области спектра;

- результаты численного исследования движения капель жидкости в полых вихревых аппаратах с форсункой ударного пневмогидравлического действия;

- результаты экспериментального исследования дисперсного состава жидкости, распыленной форсункой ударного пневмогидравлического действия при различных скоростях газовой и жидкой фаз;

- зависимость энергетических потерь при обработке газа в аппаратах вихревого типа от характеристик дисперсной фазы и интенсивности турбулентности основного потока;

- результаты численного исследования эффективности очистки газов от тонкодисперсной твердой взвеси с учётом турбулентной миграции;

- технологическая схема улавливания и повторного использования дисперсных частиц с целью получения наибольшего экономического эффекта при внедрении системы пылеочистки.

Личное участие.

Все результаты диссертации получены непосредственно автором под руководством д.т.н., профессора Николаева H.A. и к.т.н. Дмитриева A.B.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на: общероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Пищевые

технологии», г. Казань, 2006-2008; ежегодных научных конференциях Казанского научного центра Российской Академии Наук, г. Казань, 2006-2009; международной научной конференции «Математические методы в технике и технологии - ММТТ-22», г. Псков, 2009.

Публикация работы.

По теме диссертационной работы опубликовано 13 статей, из них 3 в журналах, соответствующих перечню ВАК, патент Российской Федерации на полезную модель № 88283, опубликовано: 10.11.2009, бюллетень №31.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения и пяти глав, содержащих основные результаты исследования, выводов по работе и списка литературы, состоящего из 157 наименования. Работа изложена на 126 страницах, содержит 50 рисунков и 4 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована необходимость разработки оборудования для очистки газовых выбросов предприятий от тонкодисперсной твёрдой взвеси в связи с интенсификацией производственных процессов.

В первой главе представлен обзор аппаратов для очистки газовых выбросов от пыли, используемых в настоящее время на предприятиях химической промышленности, а также интервалы размеров улавливаемых в них частиц.

Известно, что интенсификация процессов ведёт к уменьшению размеров образующихся частиц. Поэтому традиционно используемые пылеосадительные камеры и циклоны, в которых скорость осаждения твёрдых частиц зависит от их массы, будут обладать малой эффективностью. Электрофильтры и аппараты фильтрационного действия, эффективные при очистке от частиц пыли менее 5 мкм, требуют поддерживать низкую скорость потока. В связи с этим целесообразно применять аппараты «мокрой» очистки, в основе работы которых лежит контакт запыленного газового потока с каплями или плёнкой жидкости, которая захватывает взвешенные частицы и уносит их из аппарата.

Аппараты вихревого типа обладают рядом достоинств, что выгодно отличает их от других аппаратов «мокрой» очистки. В них возможна совместная очистка газов от газообразных и дисперсных включений. Они обладают большой пропускной способностью по газу, что даёт возможность очищать большие объёмы выбросных газов. Позволяют создавать в аппарате высокую удельную площадь поверхности контакта фаз и добиваться высоких коэффициентов массопереноса. Они устойчиво работают в широких диапазонах рабочих нагрузок по газу и жидкости, имеют малые габариты и сравнительно простое конструктивное оформление.

Во второй главе представлены теоретические и экспериментальные исследования влияние механизма распада потока жидкости на капли и его воздействие на основные характеристики образующегося двухфазного потока, такие как средний диаметр капель, функция их распределение по размерам, удельная поверхность капель и др.

Одной из основных проблем при использовании аппаратов вихревого типа является создание факела распыла из капель жидкости. В настоящее время получило распространение пневмогидравлическое распыление, когда струя жидкости разрушается перпендикулярно направленным высокоскоростным потоком газа. Данный способ распыла жидкости имеет ряд недостатков. В частности имеется Не рабочая зона аппарата, в которой струя дробится на капли под действием газа, не равномерное распределение жидкости в рабочей зоне аппарата, наличие частиц жидкости менее 100 мкм, которые уносятся газовым потоком и др.

Для решения данной проблемы предложено использовать форсунку, представленную на рис. 1. Поток жидкости поступает через центральную трубу 4. Далее попадает в патрубки 9, которые расположены на расстоянии друг от друга по всей высоте трубы 4. Патрубки 9 имеют отверстия 10, которые образуют и направляют струи жидкости на диски 11. При столкновении потока жидкости с дисками 11 образуется пленка жидкости, которая распадается на капли • в газовом потоке. Образующиеся капли двигаются практически перпендикулярно потоку газа, благодаря чему происходит их вторичное дробление. Диски 11 крепятся к лопастям 8, расположенным под углом к плоскости, перпендикулярной оси трубы 4. При этом диски 11 расположены под углом к плоскости, перпендикулярной лопастям 8. Лопасти 8 поддерживают крутку потока постоянной по всей высоте контактной зоны аппарата.

В целом аппарат работает следующим образом, поток газа поступает через штуцер 2, поток жидкости поступает в аппарат через узел ввода жидкости 4. Из отверстий форсунки 8 жидкость разбрызгивается в рабочую зону аппарата. Поток газа интенсивно взаимодействует с жидкостью. Под действием центробежной силы жидкость осаждается на стенке аппарата и стекает по нему в виде пленки. При этом создается дополнительная зона контакта газовой и жидкой фазы. Газ, проходя через слой капель, очищается от газообразных и твердых примесей, после чего удаляется из аппарата через штуцер 6. Отработанная жидкость удаляется через штуцер 5.

Достоинством разбрызгивающего устройства является минимальная затрата энергии на дробление потока жидкости, создание объёмного факела распыла (рис. 2), что приводит к минимизации не рабочей зоны в аппарате.

Рис. 2. Факел распыла, полученный с помощью форсунки ударного пневмогидравлического

действия

Для апробации эффективности распыла жидкости форсункой была сконструирована установка (рис. 3, 4). Распыл жидкости осуществлялся форсункой с диаметром отверстия 5 мм и диаметром диска 8 мм. Скорость жидкости составляла от I до 5 м/с и измерялась с помощью ротаметра. Скорость газа составляла от 8 до 30 м/с и измерялась по изменению давления в трубках Пито-Прандля с помощью микродифманометра. Фотографии сделаны фотоаппаратом Canon Power Shot SX100 IS со следующими характеристиками: эффективное количество пикселей - 8 млн, датчик изображения - матрица CCD 1 /2,5 дюйма, выдержка затвора - 4/10000 с.

жидкости: 1 - разбрызгивающее устройство; 2 - фотоаппарат; 3 - экран с узкой щелью; 4 -ротаметр; 5,6- вентили; 11 - вентилятор высокого давления. Места измерения параметров воздуха и воды: Р - расход; Т - температура.

Рис. 4. Внешний вид экспериментальной установки.

Построение функции плотности распределения капель по размерам, представленного на рис. 5, было осуществлено с помощью фотографического метода, позволяющего получить реальное представление о форме, размерах и взаимном расположении капель в факеле. Полученное распределение капель свидетельствует о том, что при использовании форсунки в аппарате будут отсутствовать частицы жидкости менее 100 мкм, что способствует лучшей сепарации жидкости. При сравнении пневмогидравлического (кривая 1 на рис. 5) и ударного пневмогидравлического (кривые 2-3 на рис. 5) способа диспергирования жидкости в рабочий объём аппарата имеется тенденция заметного снижения доли не только мелких капель, но и крупных, т. е. распыл жидкости становится более однородным. Это объясняется тем, что в случае использовании форсунки размеры образующихся капель зависят, главным образом, от характеристик плёнки жидкости, таких как скорость движения, толщина.

«г

0,4

0,1

0,2

0,3

0

3

«г

0,4

0,2

0,1

0,3

0

0

200 400 600

а, мкм

0

200 400 600

а, мкм

а

б

Рис. 5. Распределение по размерам капель в единицу времени: 1 - распределение капель по опыту: С/£ = 2 м/с; = 20 м/с. г) II 1 = 7 м/с; м/с: 2 - 30; 3 - 20; 4 - 10., б) №вх = 0 м/с; ии м/с: 2 - 1; 3 - 3; 4 - 5.

В связи с этим были проведены экспериментальные исследования толщины свободной плёнки жидкости, которая образуется при ударе струи

жидкости о твёрдую поверхность. Схема экспериментальной установки показана на рис. 6. Для определения толщины свободной плёнки её просвечивали сфокусированным монохромным излучением в видимой области спектра 3 со следующими характеристиками: длина волны излучения - 670 нм; диаметр пучка (на выходном зеркале) - 50 мкм. При прохождении плёнки происходит преломление луча света, пропорциональное её толщине. Ширина пятна луча на плёнке зависит от толщины плёнки, утла контакта плёнки и лазера, коэффициента преломления жидкости. Ширину пятна луча определяли фотографическим методом.

Рис. 6. Схема экспериментальной установки по определению дисперсного состава капель жидкости: 1 - разбрызгивающее устройство; 2 - фотоаппарат: 3 - устройство для создания сфокусированного монохромного излучения в видимой области спектра; 4 - ротаметр; 5 -вентиль; Т - место измерения температуры воды.

Ранее было установлено, что скорость свободной плёнки жидкости не меняется по её радиусу. Тогда можно записать:

где h - толщина свободной плёнки жидкости; d - диаметр отверстия в форсунке; г - расстояние от центра струи жидкости, образующей плёнку (радиус плёнки).

При распылении жидкости форсункой с диаметром отверстия 5 мм, диаметром диска 8 мм, скоростью истечения жидкости из форсунки 3 м/с, толщина плёнки жидкости составила от 1200 до 150 мкм (рис. 7).

Расхождения экспериментальных и расчётных результатов можно объяснить влиянием поверхностных сил на формирование плёнки жидкости.

Для практического подтверждения точности предложенной методики, с помощью штангенциркуля были измерены толщины пластинок некоторых твёрдых прозрачных материалов и сравнены с результатами измерений, полученных с помощью представленной методики (табл. 1).

Вода

Рис. 7. Зависимость толщины плёнки жидкости от радиуса: сплошная линия - расчётные данные, точки - экспериментальные данные.

Таблица 1. Результаты тарировки предложенной методики

Материал Штангенциркуль ШЦ-1-250-630-0,01-1 ГОСТ 166-89 Представленная методика

Стекло 5,14 5,05

Поликарбонат 1,93 2,01

Поликарбонат 4,11 4,21

Оргстекло (акрил) 1,03 1,12

Оргстекло (акрил) 3,05 2,98

В третьей главе дан оценочный расчёт потерь энергаи при движении двухфазного потока в полых вихревых аппаратах.

Особенностью полых вихревых аппаратов является не линейная зависимость гидравлического сопротивления аппарата, а значит и энергии на обработку газа, от соотношения нагрузок по жидкости и газу (I,„/£,„). Как было установлено ранее, подача небольшого количества жидкости вызывает снижение гидравлического сопротивления по сравнению с неорошаемым аппаратом до 20-50%. Дальнейшее увеличение расхода жидкости ведет к постоянному повышению гидравлического сопротивления, которое при некотором значении начинает превосходить величину гидравлического сопротивления неорошаемого аппарата.

Интервал значений нагрузок по жидкости и газу, при котором наблюдается эффект снижения сопротивления и степень его снижения зависят от величины коэффициента крутки (А). Расчёт затрат энерЬии на обработку газа для вихревого аппарата позволит осуществлять эффективную очистку газовых выбросов и значительно экономить энергетические ресурсы при его эксплуатации.

Е =

(2)

Суммарное коштчество энергии, теряемое газом при прохождении полового аппарата вихревого типа, можно рассчитать как: [Е, при LjGm =О

[е1+Е2 + Е1+Еа при Lm¡Gm >0

где £0 - потери энергии на трение для сухого аппарата; E¡ - потери энергии на трение о пленку жидкости и пленки жидкости о стенку; Е2 - потери энергии на дробление капель; £3 - потери энергии на трение о капли; Е4 - увеличение энергии из-за понижения скорости турбулентных пульсаций.

Потери энергии на трение для сухого аппарата зависит от степени крутки, вязкости, плотности, скорости газа, геометрических параметров самого аппарата и определяется экспериментально. Для вихревого аппарата с тангенциальным вводом газового потока зависимость имеет вид:

655+0,835Х

Потери энергии на трение о пленку жидкости и пленки жидкости о стенку

.tí (4) Потери энергии на дробление капель диапазона от am¡n до а^ определяется уравнением:

E^peWipHj(D2a-Dl)e°

(3)

С1 г \ VL 0,25 ( Dl-D]) а p 1 f PG_

4 А2 VfJ ч Jv ; 4 DS \ ° Pl ,

ДЕ2 = б aLv

г +£ —

i г г

ч fip У

E'V,

(5)

Потери энергии на трение о капли

АЕ,

. 3cAr<,v рв

2 АгН

Pl

f л

г +E-Í

'тр ^s j,

\ иЛр)

E'v,

(6)

ЪпУ

а,

Коэффициент, учитывающий гашение турбулентных пульсаций:

С,

!L\ W'1

2^- + G„,

vGw

1+-

(7)

Апробация данной модели проводилась на основе данных по гидравлическому сопротивлению для полового вихревого аппарата (рис. 8).

Е1Е 2,4

1,9 ■

1,4 -

0,9 -

0,4

0

2 3 ив.

Рис. 8. Относительные энергопотери вихревых аппаратов с тангенциальными завихрителями.

А: 1 - 0,5; 2 - 0,67; 3 - 0,91; 4 - 1,85. Сплошная линия - расчётные данные, точки -экспериментальные данные.

В четвёртой главе представлен расчёт эффективности пылеочистки в полых вихревых аппаратах с ударной пневмогидравлическим распылителем с учётом инерционного осаждения и турбулентной миграции на плёнку и капли жидкости.

Время пребывания капель в объеме рабочей зоне аппарата и относительная скорость капель, существенно меняются по высоте, так как эти параметры зависят от скорости газового потока. Таким образом, для снижения погрешности расчетов, рабочая зона аппарата разбивается на у частей высотой АН, и, для каждой части, определяется эффективность осаждения частиц.

Для составления математической модели осаждения частиц на капли за счет инерционного механизма в зоне перекрестного взаимодействия фаз был выделен элементарный объем (тор) высотой ¿2 и определено изменение количества дисперсной фазы в газовом потоке при прохождении им данного объема

где г - радиус рабочей зоны аппарата, м; IV- - осевая компонента скорости газа, м/с; с - концентрация дисперсной фазы в газе, кг/м3.

Изменение количества дисперсной фазы в газовом потоке при прохождении элементарного объема обусловлено захватом частиц каплями жидкости и определяется суммарной площадью мвделева сечения капель эффективностью захвата частиц одиночной каплей и скоростью

относительного движения частиц и капли иот

Учитывая полидисперсность факела распыленной жидкости, миделево сечение капель с диаметрами в интервале от а до а + ¿а составит:

с1М = -Г/ай" = -2 кгУУ^Ыг

(8)

т

(9)

Объем капель указанной фракции с1Ур можно рассчитать как:

drdz dv„ =LV n---da

(ID

где Ьу - общий объёмный расход жидкости, поступающей на орошение аппарата, м3/с; пг - функция распределения капель, образующихся при распыливании в единицу времени; 1]г - радиальная составляющая скорости капли, м/с; Н— высота рабочей зоны аппарата, м.

Тогда из выражений (10) и (11) площадь миделева сечения капель с диаметрами в интервале от а до а + da в выделенном элементарном объеме •

"idrdz

Lv nTda

2 H aUr Уравнение (9) с учётом (12) приобретает вид

dM =

Idrdz

И J

ПьЛ-

da

2 иг

Путем сравнения выражений (8) и (13), получено характеризующее изменение концентрации дисперсной фазы аппарата

dc

3

V

m-HW.

"г и

dz |

U

da

(12)

(13)

уравнение, по высоте

(14)

Расчеты процесса инерционного осаждения частиц на капли в вихревом аппарате проводились с использованием трёхмерной сетки ф-r-z (12x50x10). В узлах каждого слоя z = const и г = const определялись значения осевой, радиальной и относительной скорости для капель различных диаметров в результате численного решения системы уравнений движения одиночной капли.

Эффективность осаждения частиц за счет турбулентной миграции на капли жидкости, на высоте АН, определится следующим образом:

Л, =

dV

(15)

1'

dx

где dVp - объём газа в выделенном элементарном объеме, где происходит оседание частиц; dV = я [в.]- ) </г - объем газа в выделенном элементарном объеме.

X За время полета капли на нее осядут частицы

находящиеся в объеме (рис. 9):

,5а

I

\«<е) ~

Выражение (15) с запишется:

„' =_ЬЬ._^ (17)

На высоте АН эффективность осаждения за счет

^Л -3 sin(<p)d<p-n

(16)

учетом выражений (16)

Рис. 9. Схема осаждения частицы за счет турбулентной миграции.

механизма турбулентной миграции определится через отношение массовых расходов жидкой и газовой фаз:

^ н

Эффективность осаждения частиц за счет турбулентной миграции на стекающую пленку жидкости, на высоте АН, можно определить по зависимости:

г

т/=1-ехр

АН Ц,

(19)

Скорость турбулентной миграции определяли по уравнению

С// = Л(Т+)2/(1+Ю£Т)2 (20)

Суммарная эффективность, учитывающая как инерционный механизм осаждения, так и осаждение за счет механизма турбулентной миграции определится на высоте АН:

Общая эффективность аппарата рассчитывается по формуле:

(22)

Расчеты проводились на примере аппарата с радиусом рабочей зоны /?„ = 0,4 м, радиусом распылителя жидкости Л,, = 0,02 м, высотой рабочей зоны Я = 5 м, плотность частиц полимеров рр = 1050 кг/м3, средний диаметр капель а = 400 мкм; среднерасходная скорость газа И^ = 15 м/с.

Эффективность работы полого вихревого аппарата во многом определяется размерами улавливаемых частиц пыли и капель жидкости, относительной скоростью, плотностью частиц и вязкостью газа. Исследования, представленные на рис. 10, показывают повышение эффективности пылеулавливания за счет инерционного механизма при увеличении скорости и отношения массовых расходов жидкой и газовой фаз.

Частицы, размер которых не превышает 3 мкм, будут улавливаться за счет механизма турбулентной миграции. Из рис. 12 и рис. 13 видно, что турбулентная миграция на капли существенно ниже миграции на пленку, так как время осаждения на капли при интенсивном взаимодействии фаз очень маленькое. Экспериментальные данные показывают высокую эффективность осаждения субмикронных частиц в аппарате с интенсивным взаимодействием фаз, что подтверждается теоретическими расчетами (рис. 12).

0,8

0,6

0,4

0,5 1 1,5 2

Рис. 10. Зависимость эффективности пылеулавливания за счет инерционного механизма от отношения массовых расходов жидкой и газовой фаз; м/с: 1 -20; 2-15; 3-10.

1

0,8 0,6 0.4 0,2 0

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Рис. 12. Зависимость эффективности пылеулавливания за счет механизма турбулентной миграции на пленке

от скорости турбулентной миграции и среднерасходной скорости газа в аппарате; IV,^ м/с: 1 - 10; 2 —15; 3 - 20.

Рис. 11, Зависимость суммарной эффективности пылеулавливания от отношения массовых расходов жидкой и газовой фаз; Wtp, м/с: I - 20; 2- 15; 3 - 10; сплошная линия - с использованием форсунки, штриховая - без использования форсунки. 0.005

0.004

0.003

0.002

0.001

О

0 0.2 0.4 0.6 0.8 I

Рис. ! 3. Зависимость эффективности пылеулавливания за счет механизма турбуле1гтной миграции на каплях

от скорости турбулентной миграции и отношения массовых расходов жидкой и газовой фаз; LJG„: 1 -0,5;2- I; 3- 2.

При использовании форсунки ударного пневмогидравлического действия наблюдается повышение обшей эффективности улавливания твёрдых частиц (рис. 11). Это объясняется следующими причинами: уменьшение среднего диаметра капель жидкости, а, следовательно, повышение их удельной поверхности; отсутствие не рабочей зоны в аппарате; широкий факел распыла, что способствует равномерному распределению жидкости по объёму аппарата.

В пятой главе рассмотрена схема очистки газовых выбросов на основе полых вихревых аппаратов.

Схема может быть использована в системе очистки газовых выбросов от пневмотранспорта. Традиционно для этих целей используются циклоны. Анализ работы циклона показывает, что в основном улавливаются частицы размерами более 30 мкм. Однако в воздухе, используемом для пневмотранспорта, присутствуют значительное количество частиц более мелких размеров, которые в значительной степени, уносятся с газовым потоком. Это обуславливают необходимость перехода систем очистки газа, от содержащегося в ней значительного количества твердой полидисперсной фазы. Мелкодисперсные частицы полимеров обладают низкой инерционностью,

поэтому процесс очистки возможен лишь в аппаратах с интенсивным гидродинамическим режимом работы, например, полом вихревом аппарате.

Принципиальная схема двухступенчатой очистки газа от пыли представлена на рис. 14. Для предварительной очистки от крупных частиц полимеров газ подается в аппарат для улавливания крупных частиц 1, например циклон. После чего газ поступает в вихревой аппарат 2 для очистки от мелких частиц пыли. Жидкость поступает из флотатора 3. Отработанная жидкость из аппарата 2 отводится во флотатор 3, где происходит отделение частиц пыли от жидкости. Вода из флотатора 3 возвращается в аппарат 2. Часть очищенного воздуха прокачивается вентилятором 4 через флотатор 3.

Очищенный

пыль Очищенный газ

Рис. 14. Технологическая схема очистки газа от твердых частиц: 1 - аппарат для улавливания крупных частиц; 2 - полый аппарат вихревого типа; 3 - флотатор; 4 - вентилятор.

Произведено сравнение экономического эффекта от внедрения полых вихревых аппаратов в режиме минимального гидравлического сопротивления с насадочным абсорбером и вихревым аппаратом, не использующий данный эффект. Хотя по некоторым показателям представленный аппарат уступает, однако в целом экономический эффект выше.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Представлен анализ конструкций аппаратов для очистки газовых выбросов от пыли. Отмечается, что наиболее перспективным типом аппаратов для реализации эффективной очистки крупнотоннажных газовых выбросов являются полые вихревые аппараты.

2. Разработано устройство диспергирования жидкости с ударным пневмогидравлическим способом распыла жидкости. Предложенная конструкция принята к внедрению на ОАО «Нижнекамскнефтехим» г. Нижнекамск, ООО «СафПласт» г. Казань, ЗАО «Полиматиз» г. Елабуга

3. Исследован дисперсный состав жидкости, распыленной ударным пневмогидравлическим распылителем с диаметром отверстия 5 мм, диаметром отражающего диска 8 мм, диспергирующий частицы со средним размером от 200 до 450 мкм при различных нагрузках по жидкости и газу.

4. Предложена методика экспериментального определения одной из основных

характеристик свободной плёнки жидкости - толщины, влияющая на размеры капель, которые образуются при её распаде. При распылении жидкости форсункой с диаметром отверстия 5 мм, диаметром диска 8 мм, скоростью истечения жидкости из форсунки 3 м/с, толщина плёнки жидкости составила от 1200 до 150 мкм в зависимости от радиуса плёнки.

5. Представлена качественная оценка влияния основных характеристик дисперсных частиц, таких как концентрация, плотность, размер, на энергетические затраты в полых вихревых аппаратах. Доказано, что для появления эффекта уменьшения гидравлического сопротивления необходима незначительная величина объёмной концентрации дисперсной фазы, а также малый размер частиц. Для аппаратов вихревого типа данный эффект проявляется при объемной концентрации жидкости около 5-104 кг/м3 и диаметре частиц 100-200 мкм.

6. Произведено сравнение влияния различных механизмов осаждения частиц на общую эффективность очистки газа в полых вихревых аппаратах. Показано, что основной вклад в улавливание твёрдых частиц вносят инерционный механизм осаждения на каплях и турбулентная миграция дисперсных частиц на плёнку жидкости.

7. Разработана инженерная методика расчёта систем очистки газовых выбросов с использованием полых вихревых аппаратов. Выявлено, что при уменьшении среднего диаметра образующихся при распылении капель жидкости, эффективность пылеочистки растёт.

8. Предложен способ двухступенчатой очистки газовых выбросов с использованием полых вихревых аппаратов с возможностью возврата дисперсных частиц для дальнейшей переработки.

9. Представлен анализ работы систем очистки воздуха, поступающего от пневмотранспорта полимеров. Показано, что при использовании полых вихревых аппаратов с ударной пневмогидравлической форсункой экономический эффект от внедрения технологической схемы очистки газовых выбросов от полимерной пыли среди рассмотренных будет наибольшая.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах:

монография:

1. Коньков, O.A. Математические модели турбулентности [Текст] / O.A. Коньков, H.A. Николаев. - Казань: Новое знание, 2008. - 84 с.

научные статьи, опубликованные в рецензируемых научных изданиях, определённые ВАК:

2. Коньков, O.A. Турбулентная миграция тонкодисперсной взвеси в вихревых камерах [Текст] / O.A. Коньков, П.В. Ежов, A.B. Дмитриев, H.A. Николаев // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2009. - № 6. - С. 15-18.

3. Коньков, O.A. Использование аппаратов с интенсивными гидродинамическими режимами в системах очистки крупнотоннажных газовых выбросов химических предприятий [Текст] / O.A. Коньков, A.B.

Дмитриев // Вестник Казанского государственного университета. - 2009. -№3,-С. 25-29.

4. Коньков, O.A. Применение вихревых аппаратов для очистки газовых выбросов при производстве и переработке пластмасс [Текст] / O.A. Коньков, A.B. Дмитриев, А.Н. Николаев // Экология и промышленность России.-2010..-№6.-С. 8-11.

патент:

5. Пат. 88283 Российская Федерация, МПК7 В 01 D 53/18. Вихревой аппарат для очистки высокотемпературных газов [Текст] / Дмитриев A.B., Коньков O.A., Николаев А.Н.; патентообладатель Казанский государственный технологический университет. - 2008145550/22, заявл. 18.11.2008. опубл. 10.11.2009, Бюл.№ 31.

другие издания:

6. Коньков, O.A. Опенка турбулентности во внешней и внутренней задачах динамики жидкости и газа [Текст] / O.A. Коньков, H.A. Николаев // Деп. в ВИНтИ. per. № 1259-В2007. - 24 с.

7. Коньков, O.A. Гипотезы турбулентной вязкости [Текст] / O.A. Коньков, H.A. Николаев // Деп. в ВИНИТИ, per. № 1258-В2007. - 20 с.

8. Коньков, O.A. Турбулентность сплошных потоков [Текст] / O.A. Коньков, H.A. Николаев // Деп. в ВИНИТИ, per. № 1260-В2007. - 45 с.

9. Kon'kov, O.A. Turbulent migration of finely disperse suspensions in voitex chambers [Текст] / O.A. Kon'kov, P.V. Ezhov, A.V. Dmitriev, N.A. Nikolaev // Chemical and Petroleum Engineering. - 2009. - V. 45, № 5-6. - p. 336-344.

10. Коньков, O.A. Математическое моделирование турбулентного сплошного течения при наличии тонкодисперсной примеси [Текст] / O.A. Коньков, H.A. Николаев // Сборник научных работ и сообщений «Актуальные проблемы современной науки». - Казань: КГТУ, 2008. - С. 75-77.

11. Конькова, A.M. Оценка интенсивности массоотдачи в аппаратах пищевой промышленности с учётом дисперсной фазы [Текст] / A.M. Конькова, O.A. Коньков, A.B. Дмитриев // Материалы Второй Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология». - Казань: КГТУ, 2008.-С. 327-329.

12. Макушева, О.С. Оценка интенсивности турбулентности в массообменных аппаратах с высокой пропускной способностью [Текст] / О.С. Макушева, O.A. Коньков, A.B. Дмитриев // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Инновации и высокие технологии XXI века». -Нижнекамск: НХТИ КГТУ, 2009. - С 45-46.

13. Коньков, O.A. Турбулентная миграция в полом вихревом аппарате [Текст] / O.A. Коньков, A.B. Дмитриев, H.A. Николаев ' // Сборник трудов международной научной конференции «Математические методы в технике и технологии - ММТТ-22». - Псков, 2009. - С 17-20.

Подписано в печать 27 сентября 2010 г. Форм. бум. 60X84 1/16 Печ. л. 1,18. Тираж 120. Заказ №40. Отпечатано в редакционно-годательском отделе НХТИ (филиал) ГОУ ВПО «КГТУ» Республика Татарстан, г. Нижнекамск, 423570, ул. 30 лет Победы, д. 5а.

Введение.

Глава 1. Оборудование для очистки газовых выбросов.

1.1. Размеры твёрдых частиц в составе газовых выбросов предприятий химической промышленности.

1.2. Аппараты применяемые для очистки газовых выбросов.

1.3. Вихревые аппараты, применяемые для очистки газовых выбросов.

1.4. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Динамика газожидкостного потока в полых вихревых аппаратах

2.1. Диспергирование жидкости в аппаратах вихревого типа.

2.2. Динамика газа.

2.3. Динамика капель.

2.4. Экспериментальное исследование диспергирующего устройства.

Глава 3. Гидравлическое сопротивление в двухфазных потоках.

3.1. Влияние турбулентности на сопротивление потока.

3.2. Гидравлическое сопротивление в двухфазных потоках.

3.3. Расчёт потерь энергии при движении двухфазного потока в полых вихревых аппаратах. !

Глава 4. Расчёт эффективности улавливания дисперсных частиц.

4.1. Основные механизмы улавливания дисперсных частиц.

4.2. Расчёт эффективности пылеочистки в полых вихревых аппаратах.

4.3. Расчёт эффективности пылеочистки в вихревых камерах.

Глава 5. Использование полых вихревых аппаратов в химической промышленности.

5.1. Использование полых вихревых аппаратов в системе очистки газовых выбросов.

5.2. Очистка газовых выбросов с использованием вихревых камер.

Выводы.

Развитие химической промышленности предполагает резкое увеличение производительности при минимальных капитальных затратах и> энергоресурсов. Особенно это актуально при разработке систем очистки газовых выбросов предприятий, в силу того, что природоохранным мероприятиям не уделялось и не уделяется должного внимания. Одними из наиболее перспективных аппаратов, обладающих большой пропускной способностью при высокой степени очистки газовых выбросов и низком-гидравлическом сопротивлении; являются полые вихревые аппараты.

Вихревые аппараты используют для очистки, газовых выбросов «мокрый» способ, так как он' позволяет улавливать даже мелкие частицы. Использующиеся, в* настоящее время аппараты, обладая низкой пропускной способностью, не позволяют очищать большие объемы газовых выбросов.

Одной из актуальных проблем, при использовании полых вихревых аппаратов, является диспергирование жидкости в рабочую зону, аппарата. От характеристик факела1 распыла, таких как диаметр капель, распределение их по размерам, зависят основные параметры, характеризующие работу данного типа аппаратов: энергетические потери и эффективность, очистки- газовых выбросов.

Научная новизна.

- представлена новая методика исследования толщины плёнки жидкости с помощью сфокусированного монохромного излучения в видимой области спектра;

- разработана методика оценки влияния эффекта подавления тонкодисперсной взвесью турбулентности основного потока на энергетические потери при обработке газа в аппаратах вихревого типа;

- предложена методика расчёта эффективности очистки газовых выбросов с учётом влияния турбулентной миграции тонкодисперсной взвеси в полых вихревых аппаратах с разработанным диспергирующим устройством.

Практическая значимость.

- разработано устройство диспергирования жидкости, использование которого в полых вихревых аппаратах позволит достичь более высоких степеней очистки газа от дисперсных примесей;

- предложена технологическая схема очистки газовых выбросов от полимерной пыли с целью её повторной переработки с использованием полых вихревых аппаратов;

- представлен экономический расчет эффекта от реализации полых вихревых аппаратов с предложенным диспергирующим устройством.

На защиту выносится:

- Результаты экспериментального исследования дисперсного состава жидкости, распыленной форсункой ударного пневмогидравлического действия с диаметром отверстия 5 мм при различных скоростях газовой и жидкой фаз.

- Сопоставление дисперсной структуры потока жидкости с результатами, полученными при исследовании других распыливающих устройств.

- Численное исследование траекторий движения капель жидкости в полых вихревых аппаратах с форсункой ударного пневмогидравлического действия.

- Результаты экспериментального исследования толщины плёнки жидкости, образующейся в результате удара струи о твёрдое препятствие, с помощью сфокусированного монохромного излучения в видимой области спектра.

- Методика оценки влияния эффекта подавления тонкодисперсной взвесью турбулентности основного потока на энергетические потери при обработке газа в аппарате вихревого типа.

- Численное исследование эффективности очистки газов от тонкодисперсной твердой взвеси с учётом турбулентной миграции;

- Схема эффективного улавливания и повторного использования дисперсных частиц с целью получения наибольшего экономического эффекта при внедрении системы пылеочистки.

Личное участие.

Все результаты диссертации получены непосредственно автором под руководством д.т.н., профессора Николаева А.Н. и к.т.н. Дмитриева A.B.

Апробация работы.

Результаты работы докладывались и обсуждались на: общероссийской конференции молодых учёных с международным участием «Пищевые технологии», г. Казань, 2006-2008; ежегодных научных конференциях Казанского научного центра Российской Академии Наук, г. Казань, 20062009; международной научной конференции «Математические методы в технике и технологии - ММТТ-22», г. Псков, 2009.

Публикация работы.

По теме диссертационной работы опубликовано 18 статей, из них 3 в журналах, соответствующих перечню ВАК, патент Российской Федерации № 88283, опубликовано: 10.11.2009, бюллетень № 31.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения и пяти глав, содержащих основные результаты исследования, выводов по работе и списка литературы, состоящего из 161 наименование. Работа изложена на 126 страницах, содержит 50 рисунков и 3 таблицы.

Выводы

1. Представлен анализ аппаратов для очистки газовых выбросов от пыли. Отмечается, что наиболее перспективным типом аппаратов для реализации эффективной очистки крупнотоннажных газовых выбросов являются полые вихревые аппараты.

2. Исследован дисперсный состав жидкости, распыленной ударным пневмогидравлическим распылителем с диаметром отверстия 5 мм, диаметром отражающего диска 8 мм, диспергирующий частицы со средним размером от 200 до 450 мкм при различных нагрузках по жидкости и газу.

3. Экспериментально определена одна из основных характеристик свободной плёнки жидкости — толщина, влияющая на размеры капель, которые образуются при её распаде. При распылении жидкости форсункой с диаметром отверстия 5 мм, диаметром диска 8 мм, скоростью истечения жидкости из форсунки 3 м/с, толщина плёнки жидкости составила от 1200 до 150 мкм в зависимости от радиуса плёнки.

4. Представлена оценка влияния основных характеристик дисперсных частиц, таких как концентрация, плотность, размер, на энергетические затраты в полых вихревых аппаратах. Доказано, что для появления эффекта уменьшения гидравлического сопротивления необходима незначительная величина объёмной концентрации дисперсной фазы, а также малый размер частиц. Для аппаратов вихревого типа данный эффект проявляется при объёмной концентрации жидкости около 5-104 кг/м3 и диаметре частиц 100-200 мкм.

5. Произведено сравнение влияния различных механизмов осаждения частиц на общую эффективность очистки газа в полых вихревых аппаратах. Показано, что основной вклад в улавливание твёрдых частиц вносят инерционный механизм осаждения на каплях и турбулентная миграция дисперсных частиц на плёнку жидкости.

6. Разработана инженерная методика расчёта систем очистки газовых выбросов с использованием полых вихревых аппаратов. Выявлено, что при уменьшении среднего диаметра образующихся при распылении капель жидкости, эффективность пылеочистки растёт.

7. Предложен способ двухступенчатой очистки газовых выбросов с использованием полых вихревых аппаратов с возможностью возврата дисперсных частиц для дальнейшей переработки.

8. Представлен анализ работы систем очистки воздуха, поступающего от пневмотранспорта полимеров. Показано, что при использовании полых вихревых аппаратов с ударной пневмогидравлической форсункой экономический эффект от внедрения технологической схемы очистки газовых выбросов от полимерной пыли среди рассмотренных будет наибольшая.

1. Алиев Г. М.-А. Техника пылеулавливания и очистка промышленных газов. Справочник. М.: Металлургия, 1986. - 544 е., ил.

2. Ужов В.TI. и др. Очистка промышленных газов от пыли. М.: Химия, 1981. - 392 с.

3. Яворский И.А., Теребенин А.Н., Быков А.П. Улавливание аэрозолей в оловянной промышленности. Новосибирск, 1974. - 88 с.

4. Ужов В.Н. Очистка промышленных газов электрофильтрами. — М.: Химия, 1967.-343 с.

5. Ужов В.Н., Мягков Б.И. Очистка промышленных газов фильтрами. М.: Химия, 1970.-319 с.

6. Бретшнайдер Б., Курфюст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технология и контроль. JL: Химия, 1989. - 288 с

7. Сугак Е.В., Войнов H.A., Николаев H.A. Очистка газовых выбросов в аппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. Казань: Школа, 1999.-224 с., ил.

8. Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты газоочистки. Учебное пособие. -Пенза: ПГУ, 2006. 201 е., ил.

9. Зиганшин М.Г., Колесник A.A., Носохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: Экопресс-ЗМ, 1998. - 505 е., ил.

10. Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. М.: Химия, 1981. — 616 е., ил.

11. Швыдкий В.С, Ладыгичев М.Г. Очистка газов. М.: Теплоэнергетик, 2002. - 640 с.

12. Патент РФ № 2367523. Циклон / Толстов В.А., Пигарев A.A. Опубл. 20.09.2009. Бюл. № 26.

13. Патент РФ № 2361677. Прямоточный циклон/ Кесель Б.А., Понькин В.Н., Лунев H.A., Воскобойников Д.В. Опубл. 20.07.2009. Бюл. № 20.

14. Патент РФ № 2338600. Циклон / Кочетов О.С., Голубева М.В., Колаева

15. Л.В. и др. Опубл. 20.11.2008. Бюл. № 32.

16. Патент РФ № 2337762. Циклон с обратным конусом / Кочетов О.С., Голубева М.В., Колаева Л.В. и др. Опубл. 20.11.2008. Бюл. № 32.

17. Патент РФ № 2338599. Спирально-конический циклон / Кочетов О.С., Голубева М.В., Колаева Л.В. и др. Опубл. 20.11.2008. Бюл. № 32.

18. Патент РФ № 2366516. Батарейный циклон / Василевский М.В., Зыков Е.Г., Логинов B.C. и др. Опубл. 10.09.2009. Бюл. № 25.

19. Патент РФ № 2370200. Фильтровальный элемент и фильтр / Чжан Фан, Рээ Вон Хаг, Цзеон Вонь Чуль. Опубл. 20.10.2009. Бюл. № 29.

20. Патент РФ № 2375106. Фильтр для очистки газа. Опубл. 10.12.2009. Бюл. №34.

21. Патент РФ № 2372137. Фильтр-сорбер / Мартынов П.Н., Ягодкин И.В., Мельников В.П., Дельнов В.Н. Опубл. 10.11.2009. Бюл. № 31.

22. Патент РФ № 2371254. Волновой электрофильтр / Чекалов Л.В., Санаев Ю.И. Опубл. 27.10.2009. Бюл. № 30.

23. Патент РФ № 2370320. Электрофильтр со смещенными продольными вставками коронирующих электродов / Чекалов Л.В., Санаев Ю.И., Морозов Ю.М. Опубл. 20.10.2009. Бюл. № 31.

24. Патент РФ № 2336931. Тепломассообменный аппарат для мокрой очистки / Лужков Ю.М., Джафаров А.Ф., Корнеев А.Д. Опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30.

25. Галустов B.C. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике. М.: Энергоатомиздат, 1989. — 240 с.

26. Патент РФ № 2040953. Скруббер Вентури / Тройнин В.Е. Опубл. 09.08.1995.

27. Дубинская Ф.Е., Лебедюк Г.К. Скрубберы Вентури. Выбор, расчёт, применение, обзорная информация. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1977. 60 с.

28. Леонтьев В.К. и др. Определение эффективности газожидкостных эжекционных аппаратов // Теоретические основы хим. технологии, 2003. Т. 46. №9.-С. 123-125.

29. Ужов В.Н., Вальдберг А.Ю. Подготовка промышленных газов к очистке. -М.: Химия, 1975.-216 с.

30. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. - 656 с.

31. Николаев А.Н., Дмитриев A.B., Латыпов Д.Н. Очистка газовых выбросов ТЭС, работающих на твёрдом и жидком топливе. Казань: Новое знание, 2004.- 136 с.

32. Конобеев Б.И., Малюсов В.А., Жаворонков Н.М. Изучение плёночной абсорбции при высоких скоростях газа // Хим. пром., 1961. № 7. С. 475-481.

33. Николаев H.A., Жаворонков Н.М. Плёночная абсорбция двуокиси углерода при высоких скоростях газа в режиме нисходящего прямотока // Хим. пром., 1965. № 4. С. 290-293.

34. Щербаков В.Н. Изучение гидродинамических закономерностей движения двухфазного потока в цилиндрических каналах: Дисс. канд. техн. наук. Казань. 1975.

35. Дубков И.А., Николаев H.A. Оценка пылегазовых выбросов энергетических установок // Проблемы энергетики, 2002. № 9-10.35.

36. Патент РФ № 88283. Вихревой аппарат для очистки высокотемпературных газов / Коньков O.A., Дмитриев A.B., Николаев H.A. Опубл. 10.11.2009. Бюл. № 31.

37. Патент РФ № 76576. Вихревое устройство с пористыми вращающимися распылителями / Гумерова Г.Х., Калимуллин И.Р., Дмитриев A.B., Николаев H.A. Опубл. 27.09.2008. Бюл. № 27.38.

38. Коньков O.A., Дмитриев A.B., Николаев А.Н. Применение вихревых аппаратов для очистки газовых выбросов при производстве и переработке пластмасс // Экология и промышленность России. М., 2010. -№6. с 8-11.

39. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкостей. — М.: Химия, 1984.-255 с.

40. Разумовский Н.А. Математическая модель вынужденного капиллярного распада струй // Инженерно-физический журнал. 1991. - Т. 60. № 4. - с. 558-561.

41. Ентов В.М., Кордонский В.И., Кузьмин В.А., Шульман З.П., Ярин A.JI. Исследование распада струй реологически сложных жидкостей // Журнал прикладной механики и технической физики. 1980. - № 3. - с. 90-98.

42. Rein М. Phenomena of liquid drop impact on solid and liquid surfaces // Fluid Dynamics Research . V. 12, № 2. - 1993. - p. 61-93 c.

43. Рожков A.H. Динамика нитей разбавленных растворов полимеров // Инженерно-физический журнал. 1983. — Т.45, № 1. — с. 72-80.

44. Bazilevsky A., Rozhkov A., Stavitsky A. Stresses in the filaments of polymer solutions // Progress and Trends in Rheology IV. Proceedings of the Fourth European Rheology Conference. Sevilla, Spain. Darmstadt: Steinkopff, - 1994. -p. 468-470.

45. Базилевский A.B., Ентов B.M., Лернер M.M., Рожков A.H. Распад нитей полимерных растворов // Высокомолекулярные соединения. Серия А. — 1997. -Т. 39, №3.-с. 474-482.

46. Rozhkov A., Prunet-Foch В., Vignes-Adler М. Impact of water drops on small targets // Physics of Fluids. 2002. - V. 14. № 10. - p. 3485-3504.

47. Рожков A.H. Парадокс «самоистечения» свободной струи жидкости // Известия РАН. МЖГ. 2003. - № 4. - с. 3-15.

48. Витман Л. А., Кацнельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкости форсунками./Под ред. С.С. Кутателадзе. М.: Государственное энергетическое издательство, 1962. — 264 с.

49. Латыпов Д.Н., Николаев А.Н. Динамика двухфазного течения в вихревых аппаратах, предназначенных для комплексной очистки газовых выбросов энергетических установок, работающих на твердом топливе. Часть 1 // Проблемы энергетики, 2003. № 3-4. С. 13-21.

50. Дмитриев А.В., Латыпов Д.Н., Николаев А.Н. Динамика сплошной фазы ваппаратах вихревого типа, предназначенных для комплексной очистки газовых выбросов промышленных предприятий // Химия и химическая технология. Т. 47, № 10, 2004. С. 85-88.

51. Вулис JI.A., Устименко Б.П. Об аэродинамике циклонной топочной камеры // Теплоэнергетика, 1951. № 9. С. 19-22.

52. Brenn G., Braeske Н., Zivkovic G., Durst F. Experimental and numerical investigation of liquid channel flows with dispersed gas and solid particles. // Int. J. of Multiphase Flow. 2003. - Vol. 29. - p. 219-247.

53. Житковский Ю.Ю. Электронное устройство для исследования дисперсности распыленных жидкостей // Инженерно-физический журнал. -1958. Т. 1. № 6. - с. 85-87.

54. Дубровский В.В., Подвысоцкий A.M., Баштовой А.И., Кидалюк С.Е., Довгопол М.В. Устройство для анализа дисперсного состава распыленной жидкости // Физика аэродисперсных систем. Одесса: Астропринт, 2004. -вып. 41. - с. 40-48.

55. Мусташкин Ф.А., Николаев H.A., Николаев A.M. Изучение диспергирования жидкости в колоннах вихревого типа // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 1970. - Т. 13. № 9. - с. 1370.

56. Павленко A.A., Кудряшова О.Б., Титов С.С., Максименко Е.В. Метод определения дисперсности субмикронных аэрозолей по их спектральной прозрачности // Ползуновский вестник. 2009. — с. 262-265.

57. Эпштейн С.А., Барковская В.А., Горлов Е.Г. Определение дисперсности композиционных водоугольных топлив // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2006. — № 1. — с. 336-339.

58. Архипов В.А. Лазерные методы диагностики гетерогенных потоков. -Томск.: Издательство Томского университета, 1987. 140 с.

59. Евстигнеев В.В., Еськов A.B. Комплекс оптического контроля дисперсного состава струи распыленной жидкости // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия:

60. Приборостроение. 2007. - № 3. - с. 13-21.

61. Николаев Н.А., Овчинников А.А., Малюсов В.А., Жаворонков Н.М. Закономерности дробления жидкости на капли в вихревых контактных устройствах массообменных аппаратов // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. 1976. - Т. 19. № 11.-е. 1772-1776.

62. Галимзянов Ф.Г., Галимзянов Р.Ф. Теория внутреннего турбулентного движения. Уфа: Эксперт, 1999. - 352 с.

63. Монин А.С. О природе турбулентности. // Успехи физических наук. -1978.-Т. 125, № 1.-е. 97-122.

64. Монин А.С., Яглом A.M. Статистическая гидромеханика: теория турбулентности. Том 1. — 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992.-696 с.

65. Richardson L.F. Weather prediction by numerical process. Cambridge: Univ. Press, 1922.

66. Taylor G.I. Scientific papers, vol. 2. Cambridge: Univ. Press, 1960. 356 p.

67. Колмогоров A.H. Локальная структура турбулентности в несжимаемой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Докл. АН СССР. 1941. Т. 30, № 4. С. 299-303.

68. Reynolds О. On the Dynamical Theory of Incompressible Viscous Fluids and the Determination of the Criterion. Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, 1895, V. 186, P. 123-161.

69. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974. 712 е., ил.

70. Prandtl L. Uber die ausgebildete turbulenz. ZAMM, 1928, № 5.

71. Прандтль Л. Гидроаэромеханика. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2000. - 576 с.

72. Гельмгольц Г. Основы вихревой теории. Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2002. — 82 с.

73. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. Ч. 1. — М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963.- 584 е., ил.

74. Валландер С.В. Лекции по гидроаэромеханике. Л.: ЛГУ, 1978. - 296 с.

75. Хинце И.О. Турбулентность. Пер. с англ. / Под ред. Абрамовича Г.Н. -М.: Физматгиз, 1963. 680 с.

76. Медников Е.П. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М.: Энергия, 1980. - 176 с.

77. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. В 10 т. Т.6. Гидродинамика. М.: Наука, 1988. - 736 с.

78. Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.2. -М.: Наука, 1976. 576 с.

79. Абрамович Г.Н., Крашенинников С.Ю., Секундов А.Н. Турбулентное течение при воздействии объемных сил и неавтомодельности. М.: Машиностроение, 1975. - 96 с.

80. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. — 700 с.

81. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и ее измерение. М.: Мир, 1974. -280 с.

82. Беннетт К.О., Майерс Д.Е. Гидродинамика, теплообмен и массообмен. — М.: Недра, 1966.-728 с.

83. Бай Ши-и. Турбулентное течение жидкостей и газов. М.: Иностранная литературы, 1962. - 344 с.

84. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Госэнергоиздат, 1975. - 560 с.

85. Коновалов Н.М. Гидродинамика и массообмен в условиях прямоточного движения газа и пленки жидкости. Дис. канд. техн. наук. — Казань: КХТИ, 1982.- 121 с.

86. Конт-Белло Ж. Турбулентное течение в канале с параллельными стенками. -М.: Мир, 1968. 176 с.

87. Ибрагимов М.Х. и др. Структура турбулентного потока и механизм теплообмена в каналах. — М.: Атомиздат, 1978. — 296 с.

88. Ибрагимов М.Х., Субботин В.И., Таранов Г.С. Пульсации скорости, температуры и их корреляционные связи при турбулентном течении воздуха в трубе. // Инж.-физ.журнал, 1970, т. 19, № 6, с. 1060-1069.

89. Палеев И.И., Агафонова К.А., Дымант Л.Н. Распределение концентраций и скоростей твердых частиц в турбулентном воздушном потоке. // Теплофизика высоких температур. 1970. - т.8, № 2. - с.457-458.

90. Шрайбер А.А. Движение частиц в турбулентных потоках газовзвеси.- В кн.: Гидродинамика и теплообмен в двухфазных средах.- Новосибирск: Ин-т теплофизики СО АН СССР, 1981.-c.63.

91. Corino E.R., Broadkey R.S. A visual investigation of the wall reqion in turbulent flow. // J.Fluid Mech., 1969, v.37, part 1, p. 1-30.

92. Kim H.T., Kline S.J., Reynolds W.C. The production of turbulence near a smooth wall in a turbulent boundary layer. // J.Fluid Mech., 1971, v.50, part 1, p.133-160.

93. Kline S.J. etc. The structure of turbulent boundary layers. // J.Fluid Mech., 1967, v.30, part 4, p.741-773.

94. Ockendon J.R. The unsteady motion of a small sphere in a viscouse liquid. // J.Fluid Mech., 1968, v.34, part 2, p.229-239.

95. Okuyama K., Konsaka Y., Yoshida T. Turbulent coagulation of aerosols in a pipe flow. // J.Aerosol Sci., 1978, v.9, № 5, p.399-410.

96. Nychas S.G., Hershey H.C., Broadkey R.S. A visual study of turbulent shear flow. // J.Fluid Mech., 1973, v.61, part 3, p.513-540.

97. Кутателадзе C.C. и др. Экспериментальное исследование пристенных турбулентных течений. — Новосибирск: Наука, 1975. — 165 с.

98. Петровский B.C. Гидродинамические проблемы турбулентного шума. -Л.: Судостроение, 1966. -252 с.

99. Бошенятов Б.В. Исследование течений микропузырьковых газожидкостных сред в гладких трубах. // Известия Томского политехнического университета. — 2005. т. 308, № 6. — с. 161 -164.

100. Бусройд Р. Течение газа со взешенными частицами. М.: Мир, 1975. — 378 с.

101. Захаров J1.B., Овчинников А.А., Николаев Н.А. Снижение трения в двухфазных турбулентных течениях. Казань: Новое знание, 2006. - 118 с.

102. Boothroyd R.G. Similarity in gas-borne flowing particulate suspensions. // Trans. ASME. 1969, ser. B, v. 91, pp. 303-304.

103. Мульги A.C. Экспериментальные исследования течения газа с однородными сферическими частицами в трубе. // Турбулентные двухфазные течения. Талин, 1979. - с. 47-89.

104. Totaki Т., Tomita Y. Solid velocities and pressure drops in a horizontal pneumatic conveying system. // Pneumotransport. 1971. - v. 1. - p. B3.

105. Kaushal D.R., Tomita Y. Comparative study of pressure drop in multisized particulate slurry flow through pipe and rectangular duct. // Int. J. of Multiphase Flow. 2003. - Vol. 29. - p. 1473-1487.

106. Лаатс M.K. Движение дискретного материала и сопротивление трения дискретной фазы мелкодисперсного трубного течения типа газ-твёрдые частицы. // Турбулентные двухфазные течения. Талин, 1979. - с. 21-31.

107. Печенегов Ю.Я., Каширский В.Г. Исследование гидравлического сопротивления при течении газовзвеси в горизонтальной трубе. // Турбулентные двухфазные течения. Талин, 1979. - с. 84-90.

108. Каторгин Б.И., Костиков Л.Е., Левченко В.А., Перевезенцев В.В. Экспериментальное исследование течения дисперсных потоков высокой концентрации в горизонтальном- канале круглого сечения. // Турбулентные двухфазные течения. Талин, 1979. - с. 91-98.

109. Мульги А.С. Турбулентное течение двухфазной смеси в круглой трубе. // Турбулентные двухфазные течения. Талин, 1979. - с. 143-161.

110. Duekworth R.A., Kakka R.S. The influence of particle size on the frictional pressure drop caused by the flow of a solid-gas suspension in a pipe. // Pneumotransport. 1971. - v. 1. - p. C3.

111. Kane R.S., Weinboum S., Pfefer R. Characteristics of dilute gas-solid suspensions in drag reducing flow. // Pneumotransport. 1973. - v. 2. - p. C3.

112. Калмыков В.Г. О влиянии взвешенных частиц на структуру турбулентного потока в трубе. // Журнал прикладной механики и технической физики. 1976. - №2. - с. 111-116.

113. Гельперин Н.И., Айнштейн В.Г., Крупник Л.И., Мамедляев З.Н. Гидродинамическое сопротивление потоков газовзвеси. // Известия ВУЗов, сер. Энергетика. 1976. - №2. - с. 94-99.

114. Boothroyd R.G., Walton P.J. Fully developed turbulent boundary-layer flow of a fine solid particle gaseous suspension. // Ind. Eng. Chem. Fundam. 1973. -v. 12, № l.-p. 75-77.

115. Mason B.S., Boothroyd R.G. Comparison of friction factors in pneumatically conveyed suspensions using different sized particles in pipes of varying size. // Pneumotransport. 1973. - v. 2. — p. CI.

116. Аскеров Б.А., Буевич Ю.А., Расизаде Я.М. Об изменении режимов движения и снижении сопротивления при введении частиц в поток вязкой жидкости. // Известия АН СССР, Механика жидкости и газа. 1968. - №4. -с. 60-83.

117. Мамаев В. А., Одишария Г.Э., Семенов Н.И., Точигин А. А. Гидродинамика газо-жидкостных смесей в трубах. М.: Недра, 1969. - 208 с.

118. Кутателадзе С.С., Стырикович М.А. Гидродинамика газожидкостных систем. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1976. — 296 е., ил.

119. Гупало Ю.П., Полянин А.Д., Рязанцев Ю.С. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком. М.: Наука, 1985. - 336 с.

120. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах. Новосибирск: Наука, 1984. - 302 е., ил.

121. Hetsroni G., Gurevich М., Rozenblit R., Yarin L.P., Ziskind G. Effect of particle motion on the wall's thermal structure and on heat transfer. // Int. J. of Multiphase Flow. 2001. - Vol. 27. - p. 393-413.

122. Hetsroni G., Rozenblit R. Heat transfer to a liquid-solid mixture in a flume. // Int. J. Multiphase Flow. 1994. - Vol. 20. - p. 671-689.

123. Hetsroni G., Mosyak A., Pogrebnyak E. Effect of coarse particles on the heat transfer in a particle-laden turbulent boundary layer. // Int. J. of Multiphase Flow. -2002. Vol. 28. - p. 1873-1894.

124. Rozenblit R., Simkhis M., Hetsroni G., Barnea D., Taitel Y. Heat transfer in horizontal solid-liquid pipe flow. // Int. J. of Multiphase Flow. — 2000. Vol. 26. -p. 1235-1246.

125. Гришин A.M., Фомин B.M. Сопряженные и нестационарные задачи механики реагирующих сред. — Новосибирск: Наука, 1984. — 320 е., ил.

126. Уоллис Г. Теоретические модели газожидкостных течений. // Теоретические основы инженерных расчётов. 1982. - т. 104, № 3. - с. 94-99.

127. Hinze J.O. Turbulent fluid and particle interaction. // Prog. Heat and Mass Transfer. Proc. Int. Symp. Two-Phase Syst. Haifa. 1971. - v. 6. — p. 433-452.

128. Абрамович Г.Н. О влиянии примеси твердых частиц или капель на структуру турбулентной газовой струи. // Докл. АН СССР, 1970, т. 190, №6, с. 1052- 1055.

129. Abramovich G.N. Effect of solid-particle or droplet admixture on the structure of a turbulent gas jet. // Int. J. Heat Mass Transfer, 1971, v. 14, p; 1039 -1045.

130. Буевич Ю.А. К модели снижения сопротивления при введении частиц в турбулентный поток вязкой жидкости. // Изв. АН СССР, Механика жидкости и газа, 1970, № 2, с. 114 120.

131. Баренблатт Г.И. О движении взвешенных частиц в турбулентном потоке. // Приют, математика и механика, 1953, т. 17, №3, с. 261 274.

132. Баренблатт Г.И., Голицин Г.С. Локальная структура развитых пыльных бурь. // Препринт МГУ, 1973. 44 с.

133. Спокойный Ф.Е., Горбис З.Р. Об интенсивности турбулентности восходящего дисперсного потока. // Инж. -физич. журнал, 1969, т. 17, с. 610

134. Кондратьев Д.В. Моделирование двухфазного турбулентного течения на стабилизированном участке трубы. // Турбулентные двухфазные течения. — Талин, 1979.-с. 144-148.

135. Кондратьев JI.B. Моделирование турбулентного установившегося течения газовзвеси в трубе. // Теплофизические и физико-химические процессы в энергетических установках. Минск, 1966. - с. 74-78.

136. Деревич И.В., Ерошенко В.М., Зайчик Л.И. Влияние частиц на интенсивность турбулентного переноса запыленного газа. // Инженерно-физический журнал. 1963, № 4, с. 354-560.

137. Деревич И.В., Ерошенко В.М., Зайчик Л.И. Расчет переноса импульса и тепла при турбулентном течении газовзвеси в трубах. // Материалы 7 Всесоюзной конф. по тепломассообмену. Минск, 1964, с. 141 - 146.

138. Tanaka T., Eaton J.K. Classification of turbulence modification by dispersed spheres using a novel dimensionless number.// Physical review letters. 2008. - № 101, p. 114502-1-114502-4.

139. Диденко А.Я., Дубровский Г.П., Леонов B.A., Кокорев Л.С., Пётровичев В.И. Исследование локальных характеристик изотермического двухфазного потока. // Вопросы теплофизики ядерных реакторов. — М.: Энергоатомиздат, 1971.-№2.-с. 13-24.

140. Николаев Н.А. Дисс. докт. техн. наук.

141. Лаптев С.А., Овчинников А.А., Николаев Н.А. Динамика газожидкостного потока в вихревых камерах. // Химическая, промышленность, 1994, №9, с. 52-55.

142. Овчинников А.А., Николаев Н.А. Аэродинамика двухфазного потока в массообменных аппаратах с вихревыми контактными ступенями. // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 1976. - Т. 19, № 1. - С. 130-133.

143. Овчинников А. А. Исследование гидроаэродинамических закономерностей в вихревом массообменном аппарате с тангенциальнымизавихрителями: Дисс. канд. техн. наук. Казань: 1973.

144. Бурдуков А.П., Дорохов А.Р., Казаков В.И., Крисанов A.A. О расчете гидравлического сопротивления центробежно барботажных аппаратов // Сибирский физико-технический журнал. - 1993. -Вып. 5. - С. 16-20.

145. Борисов И.И., Халатов A.A., Титова Т.Г., Шевцов C.B. // Пром. Теплотехника. 1994. - Т. 16, №1. - С 16-20.

146. Кулов H.H. Гидродинамика и массообмен в нисходящих двухфазных пленочно-дисперсных потоках. Дис. докт.техн.наук. М., 1984. - 409 с.

147. Кутепов A.M., Полянин А.Д., Запрянов З.Д., Вязьмин A.B., Казенин Д.А. Химическая гидродинамика: Справочное пособие. М.: Квантум, 1996. - 336 с.

148. Сугак Е.В., Войнов H.A., Николаев H.A. Очистка газовых выбросов вVаппаратах с интенсивными гидродинамическими режимами. — Казань: Школа, 1999.-224 с.

149. Мирзарахимов P.C., Рахмонов Т.З. Осаждение субмикронных частиц в' пылеулавливающем аппарате с витающей насадкой. // Химическая промышленность. 2002. - № 11. - С. 53-56.

150. Лаптев С.А. Поведение газожидкостного потока в вихревых камерах // Сибирский физико-технический журнал. 1992. -№ 5. — С. 131-134.

151. Бретшнайдер Б., Курфюст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений: технология и контроль. Л.: Химия, 1989. — 288 с.

152. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. Справочник. В 2-х ч. Ч.1./ Под ред. С. Калверта и Г.М. Инглунда. М.: Металлургия, 1988. - 760 с.

153. Сугак Е.В. Моделирование и интенсификация процессов очистки промышленных газовых выбросов в турбулентных газодисперсных потоках. Дисс. докт. техн. наук. Красноярск, СибГТУ, 1999. - 320 с.

154. Обзор отрасли: производство полимеров // Аналитический отдел РИА «РосБизнесКонсалтинг».

155. Духанин Ю.А. Акулин Д.Ф. Техника безопасности и противопожарнаятехника в машиностроении. М.: Машиностроение, 1973. - 304 с.

156. Латыпов Д.Н., Николаев А.Н. Динамика двухфазного течения в вихревых аппаратах, предназначенных для комплексной очистки газовых выбросов энергетических установок, работающих на твердом топливе. Часть II // Проблемы энергетики, 2003, № 5-6. С. 13-18.

157. Зиганшин, М.Г., Колесник A.A., Посохин В.Н. Проектирование аппаратов пылегазоочистки. М.: Экопресс-ЗМ, 1998. - 505 с.

158. Ежов П.В., Дмитриев A.B., Николаев H.A. Динамика газожидкостного потока в вихревой камере. Труды Академэнерго, № 3, 2007. С. 47-51.

159. Ежов П.В., Коньков O.A., Дмитриев A.B., Николаев H.A. Турбулентная миграция тонкодисперсной взвеси в вихревых камерах // Химическое и нефтегазовое машиностроение. М., 2009. - №6. - с 15-18.

160. Овчинников A.A. Динамика двухфазных закрученных турбулентных течений в вихревых сепараторах. Казань: Новое знание, 2005. - 288 с.