автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка энергоэффективных направлений производства реологически сложных вязких и дисперсных материалов на основе непрерывных теплотехнологических схем и интенсификации тепловых процессов

ч

На правах рукописи

ВАЧАГИНА ЕКАТЕРИНА КОНСТАНТИНОВНА

РАЗРАБОТКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ПРОИЗВОДСТВА РЕОЛОГИЧЕСКИ СЛОЖНЫХ ВЯЗКИХ И ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НЕПРЕРЫВНЫХ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ

Специальность 05.14 04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань - 2005 г.

Диссертация выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Казанского научного центра Российской академии наук

Научный консультант: член-корреспондент РАН,

доктор технических наук Назмеев Юрий Гаязович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Ковальногов Николай Николаевич

доктор технических наук, профессор Кирпичников Александр Петрович

доктор технических наук, профессор Таймаров Михаил Александрович

Ведущая организация: Московский энергетический институт

(технический университет)

Защита состоится «19» сентября 2005 г. в 14 час. 00 мин. в зале заседания Ученого совета Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН на заседании диссертационного совета Д022.004 01 при Казанском научном центре Российской академии наук (Исследовательском центре проблем энергетики КазНЦ РАН), по адресу г. Казань, Сибирский тракт 34, корпус 4.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 420111. г. Казань, ул. Лобачевского, д. 2/31, а/я 190.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского научного центра Российской академии наук.

Автореферат разослан « »_августа 2005 г.

Ученый секретарь л

Диссертационного совета Д 022 004.01, .

к.т.н. /¡[Л^^п Шамсутдинов Э.В.

///////

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных условиях основные пути развития отраслей промышленности определяются современными требованиями к ресурсо- и энергосбережению.

Существенной экономии материальных и, прежде всего, энергетических ресурсов на промышленных предприятиях можно добиться несколькими подходами, и в первую очерёдь разработкой и применением энергосберегающих теплотехнологических схем, использованием интенсификации технологических процессов и аппаратов, повышением их эффективности и единичной мощности. Все это в полной мере относится как к технологическим схемам и процессам, так и к теплообменному оборудованию, как одному из наиболее распространенных видов технологического оборудования.

Необходимо отметить, что на большинстве предприятий нефтехимической промышленности теплотехнологические схемы и производства состоят из большого количества аппаратов и занимают большие площади. Это объясняется тем, что непрерывный выход производимой продукции обычно обеспечивается несколькими параллельно работающими технологическим линиями или каскадами, состоящими из аппаратов периодического действия. Каждый такой аппарат, в свою очередь, требует своих параметров по давлению, температуре и расходу теплоносителей, своих временных режимов работы в технологической цепочке синтеза продукции. Это, как следствие, ведёт к большому набору необходимых параметров и большей нагрузке на энергогенерирующее предприятие, обслуживающее энергетику данного нефтехимического или химического комплекса. Чаще всего такое построение теплотехнологической схемы применяется в производстве различных реологически сложных полимерных растворов или дисперсных материалов, характеризуемых высоким значением эффективной вязкости. Подобные реологические особенности ведут к значительному усложнению математического моделирования процессов тепломассообмена, анализа работы и расчета оборудования, и, как следствие, к завышению его размеров, затрат энергии на эксплуатацию и т.п.

Все это ведет к недостаточной автоматизации технологических процессов, плохой экологической обстановке и всем, вытекающим из этого последствиям.

В тех отраслях современного производства, где рабочие среды имеют большую вязкость, и отличаются сложным реологическим поведением, создание подобной аппаратуры непрерывного действия является наиболее актуальной проблемой. Так как процессы тепломассообмена в таких средах, движущихся с небольшими скоростями, характеризуются весьма малыми коэффициентами переноса и невысокой эффективностью, то также становится актуальной и проблема интенсификации процессов.

Из совокупности методов интенсификации тепломассообмена, ведущих к созданию высокоэффективного непрерывного оборудования, можно выделить, основываясь на результатах экспериментальных исследований, в качестве наиболее перспективного - применение винтовых оребрений и винтовых дискретно расположенных шероховатостей. Использование этого метода, как показывает практика, ведет либо к значительному уменьшению габаритных размеров и металлоемкости теплообменного оборудования при сохранении его гидродинамической и тепловой производительности, либо к увеличению тепловой производительности существующих аппаратов при сохранении или даже уменьшении требуемых энергозатрат.

Аналогичные технологические процессы с высоковязкими средами и дисперсными материалами также широко применяются на тепловых электрических станциях. Очевидно, что разработанные методы интенсификации тепловых процессов, их моделирования и расчёта и здесь приведут к разработке новых конструкций аппаратов и непрерывных технологических процессов на их основе.

При этом в результате проведения теоретических исследований и расчётов, возможно создание высокоэффективных теплотехнологических схем, использующих интенсифицированные аппараты непрерывного действия, что даст возможность осуществления полной автоматизации технологического процесса и приведёт к созданию энергосберегающих и экологически благополучных теплотехнологических схем.

Это требует, в свою очередь, создание методов моделирования и расчета сложных нестационарных теплогидродинамических систем, отличающихся своим неньютоновским поведением в процессе переработки, что позволит проектировать, а затем и создавать на практике, теплотехнологические схемы различных производств и оборудование с научно обоснованными характеристиками и режимами эксплуатации, экономить значительные материальные и энергетические ресурсы.

Работа выполнялась в рамках тематического плана научно-исследовательских работ, проводимых по заданию Министерства образования РФ (per. № 1.2.02), подпрограммы «Топливо и энергетика» программы «Научные исследования Высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (работы №№01.01.053. 01.01.055), а также в рамках грантов Министерства образования Российской Федерации (ТОО - 1.2 - 3222, ТОО-1.2-3232), грантов Президента РФ по поддержке научных исследований молодых ученых-кандидатов наук (№МК-2226.2003.08, №МК-2236.2003.08, №МК-2233 2003.08), гранта Президента РФ по поддержке ведущих научных школ (№НШ-1866.2003.8).

Целью работы является проведение теоретических, экспериментальных и прикладных исследований по разработке высокоэффективных теплотехнологических схем и оборудования для крупнотоннажных

- ■ . -» ■

производств реологически сложных дисперсных материалов и высоковязких полимерных растворов.

В качестве объектов исследования рассматриваются теплотехноло-гические системы крупнотоннажных производств полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, синтетического изопренового каучука СКИ-3, системы и аппараты хранения и подготовки жидкого органического топлива и удаления золошлаковых материалов на ГЭС.

Задачами исследований являлись:

1. системный анализ теплотехнологических схем крупнотоннажных производств реологически сложных высоковязких материалов и полимерных растворов;

2. рационализация энергопотребления теплотехнологических схем крупнотоннажных производств реологически сложных материалов и полимерных растворов методами энерготехнологического комбинирования;

3. разработка высокоэффективных теплотехнологических схем по производству высоковязких полимерных растворов методами энерготехнологического комбинирования;

4. разработка высокоэффективных теплотехнологических схем и оборудования для систем хранения и подготовки жидкого органического топлива и удаления золошлаковых материалов;

5. разработка и исследование комплекса математических моделей нестационарных процессов теплообмена при неизотермических течениях реологически сложных сред в каналах, обладающих винтовой симметрией;

6. проведение экспериментальных исследований по изучению процессов интенсификации теплообмена при ламинарном течении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией;

7. создание высокоэффективного теплообменного оборудования для вязких сред за счет интенсификации конвективного теплообмена.

Научная новизна состоит в следующем-

1) разработана методология создания непрерывных теплотехнологических и теплоэнергетических систем промышленных предприятий с конкретным алгоритмом поиска высокоэффективных решений по энергосбережению;

2) впервые проведен комплексный анализ теплотехнологических схем крупнотоннажных производств реологически сложных высоковязких материалов и полимерных растворов и продуктов на их основе;

3) разработаны и обоснованы новые тепловые схемы теплотехнологических систем с высокими энергосберегающими показателями;

4) получены новые экспериментальные данные, имеющие как российский, так и мировой уровень, по исследованию эффектов интенсификации конвективного теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных вязких сред, создавшие предпосылки для возможности теоретического описания процессов теплообмена и

гидродинамики при движении реологически сложных вязких жидкостей в каналах с винтовой симметрией;

5) разработан в галеркинской постановке комплекс математических моделей описывающих нестационарный теплообмен при ламинарных течениях реологически сложных сред в каналах, обладающих винтовой симметрией;

6) представлен общий вид координатной системы, в которой винтовой сдвиг адекватно соответствует изменению распределения вектора скорости, доказана невозможность построения ортогональной винтовой системы координат и получены наиболее удобные для описания процессов гидродинамики и теплообмена и решения поставленных задач виды винтовых систем координат, а также их основные характеристики;

7) разработан алгоритм и метод численной реализации задачи нестационарной гидродинамики и теплообмена в приближении Галеркина;

8) показана возможность применения разработанных математических моделей для решения частных случаев процессов течения и теплообмена в винтовых каналах, таких как, стационарный теплообмен при движении реологически сложной жидкости в каналах, обладающих винтовой симметрией; стационарный теплообмен при движении дисперсных (сыпучих) материалов; стационарный теплообмен при движении реологически сложной жидкости в призматических каналах;

9) проведен анализ механизма и показаны причины возникновения эффектов интенсификации теплообмена при ламинарных нестационарных течениях реологически сложных жидкостей;

10) получены результаты численных исследований влияния тепловых, гидродинамических, реологических и геометрических характеристик, на процессы гидродинамики и теплообмена в каналах с винтовыми интенсификаторами;

Практическая ценность работы заключается в возможности применения разработанной методологии, результатов теоретических и экспериментальных исследований при решении практических задач по созданию рациональных теплотехнологических схем различных производств высоковязких полимерных растворов и систем энергоснабжения.

Разработанные теплофизические принципы интенсификации тепломассопереноса в технологических процессах могут быть широко использованы в различных отраслях промышленности.

Полученные теоретические и экспериментальные расчетные соотношения используются при разработке высокоэффективного теплообменного оборудования.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием методов системных исследований в теплоэнергетике и химической технологии, фундаментальных законов технической термодинамики, гидродинамики и теплообмена, применением апробированных методик расчета тепло - и

массообменного и технологического оборудования нефтехимических производств и энергогенерирующих предприятий. Проведен анализ адекватности результатов теоретических и экспериментальных исследований, на основе которого была выявлена хорошая сходимость результатов.

Апробация работы. Основные положения работы и отдельные результаты диссертации представлены на 4 международных, 7 всероссийских, 3 республиканских симпозиумах и конференциях:

Республиканская научно-практическая конференция «Молодые учёные Татарии-производству» (Казань, 1984, 1986), VII Всесоюзной конференции по тепломассообмену (Минск, 1984), Научно-практическая конференция «Технология получения и методы исследования модифицированных полимерных материалов» (Устинов, 1985), Республиканская научно-практическая конференция «Экономия сырьевых, материальных и топливно-энергетических ресурсов в химической и нефтехимической промышленности» (Казань, 1986), Научно-практическая конференция «Реология и оптимизация процессов переработки полимерных материалов» (Устинов, 1986), Минский международный форум по теплообмену (Минск, 1988), International conference on multiphase flows'91 -Tsukuya (Japan, 1991), 22nd Midwestern Mechanics Conference (Rolla, 1991), Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» (Киев, 1997), II-ая Российская национальная конференция по теплообмену (Москва, 1998), Российский национальный симпозиум по энергетике (Казань, 2001); Всероссийская школа-семинар молодых учёных и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 40 печатных работах, в том числе 27 - статьи в центральных и академических журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов и рекомендаций общим объемом 409 страниц, в том числе 321 страница текста, 156 рисунков и 50 таблиц. Список использованной литературы содержит 251 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлена общая характеристика технологических процессов производства и получения полимерных материалов. Проведен обзор литературных источников, посвященных существующим методам интенсификации конвективного теплообмена при ламинарных течениях вязких жидкостей в трубах и каналах, а также способы оценки их эффективности. Рассмотрены различные подходы при математическом моделировании процессов гидродинамики и теплообмена в винтовых каналах.

В результате сделаны следующие выводы:

1. при разработке новых энергосберегающих теплотехнологических схем необходимо проведение сравнительного анализа теплоэнергетической эффективности, который целесообразно осуществлять с использованием эксергетического метода термодинамического анализа. Эксергетический метод позволяет определять потери максимально возможной работы, обусловленные необратимостью тепловых процессов, как в отдельных установках, так и во всей схеме;

2. интенсификация нестационарного конвективного теплообмена в высоковязких средах при их ламинарном течении является актуальной задачей;

3. известные по литературным источникам теоретические исследования ламинарных течений в интенсифицированных каналах не позволяют провести детальный анализ возникающих эффектов. В тоже время, математический аппарат, разработанный в работах чл.-корр. РАН Ю.Г. Назмеева в общем виде формулирует поставленные проблемы и определяет возможные пути их решения;

4. одним из направлений увеличения эффективности нестационарных процессов теплообмена является применение винтовых каналов;

5. для более точной оценки теплоэнергетической эффективности и степени термодинамического совершенства процессов, происходящих в элементах теплотехнологических схем необходимы данные о распределении дискретных значений эксергии в потоках рабочих тел, о динамике изменения величины эксергии в ходе процессов.

Вторая глава посвящена описанию и анализу эффективности существующих теплотехнологических схем производства высоковязких полимерных растворов и продуктов на их основе. Представлены основные сведения о характеристиках, свойствах, технологии получения полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, изопрена и синтетического изопренового каучука (СКИ-3).

Приведено описание традиционных теплотехнологических схем по производству полиметакрилата и триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов. Дана общая характеристика теплотехнологии производств изопрена и СКИ, а также смежных стадий этих производств.

Кроме того, во второй главе приведен термодинамический анализ эффективности теплотехнологической схемы производства полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов с оценкой затрат материальных и энергетических ресурсов.

Анализ структуры энергоснабжения технологии производства полиметакрилата и ТАЦ - основы, объемов, режимов и параметров ВЭР теплотехнологии, а также условий эксплуатации энергетического и технологического оборудования, позволил выявить ряд особенностей, влияющих на выбор перспективных направлений синтеза эффективных энерготехнологических систем в рамках данных производств:

1. При производстве полиметакрилата высокая доля энергозатрат приходится на процессы этерификации и полимеризации. В тоже время процесс этерификации имеет самый высокий показатель степени термодинамического совершенства, а самый низкий процесс охлаждения толуола рассолом.

2. В традиционной схеме производства ТАЦ-основы наиболее энергоемким является процесс подогрева паровоздушной смеси в калориферах. Максимальный показатель степени термодинамического совершенства процесса теплообмена имеет процесс термостатирования пленкообразующего раствора в промежуточных емкостях; минимальный показатель степени термодинамического совершенства имеет процесс сброса тепла в конденсаторе растворителей.

Таким образом, при создании высокоэффективных энерготехнологических комбинированных систем в рамках рассматриваемых производств, наиболее перспективным является разработка непрерывных теплотехнологических процессов, применение интенсификации тепломассообмена, базирующиеся на современных методах математического моделирования, которые позволят:

1) повысить энергетическую и термодинамическую эффективность систем теплоснабжения теплотехнологии;

2) снизить объемы энергоснабжения промышленных предприятий от внешних источников;

3) эффективно использовать теплоту загрязненных стоков и низкопотенциальных ВЭР;

4) уменьшить или полностью снять проблемы с сезонным (летним) повышением нагрузок систем оборотного водоснабжения, когда рост температур в подающие линии отрицательно влияет на условия работы технологического оборудования.

Проведен анализ тепловой и термодинамической эффективности теплотехнологических схем производств изопрена и СКИ-3 и оценка структуры себестоимости выпускаемой продукции.

В структуре себестоимости СКИ-3 затраты на энергоресурсы составляют менее 10%. Однако если учесть, что доля полупродуктов объединенной технологии (изопрена и изопентана) в структуре себестоимости СКИ-3 достигает 80%, а в структуре себестоимости данных компонентов доля энергоресурсов - около 35%, то действительная доля энергоресурсов в себестоимости оказывается более 40%.

В целом, проведенный анализ показал, что при производстве синтетического каучука, внешнее теплопотребление имеет тот же порядок, что и тепловой сброс, а температурные уровни их достаточно близки. Выявленные вторичные энергоресурсы (ВЭР) классифицируются как низкопотенциальные, поэтому технические решения по их утилизации могут быть многовариантными.

Приведено описание существующих гидравлических систем золошлакоудапения действующих ТЭС, по результатам которого можно сделать вывод об их низкой эффективности.

Также представлен обзор основных конструкций и анализ эффективности серийно-выпускаемых мазутоподогревателей ТЭС, который выявил, что в стационарных паротурбинных установках средней и большой мощности используются аппараты с недостаточной эффективностью и высокой металлоёмкостью.

Третья глава посвящена экспериментальному исследованию теплообмена и гидродинамики реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией. Сформулированы задачи экспериментального исследования. Дано описание установки и методика проведения исследований. Представлена методика обработки опытных данных по теплообмену и гидродинамики реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией.

Основная часть экспериментов проведена в неизотермическом режиме. Они позволили оценить адекватность общей математической модели неизотермического течения жидкостей в винтовых каналах, а также провести анализ возникающих эффектов. В качестве объектов исследования, при этом, были использованы следующие модельные системы: 1) труба с винтовой ленточной вставкой -1,25; 3,8; 7,0 и 8,5%-ные растворы карбоксилметилцеллюлозы (Ш-КМЦ); 2) коаксиальный канал с винтовым оребрением - 2,5 и 5%-ные растворы Ыа-КМЦ. Результаты экспериментов были обработаны в виде зависимостей теплогидродинамической эффективности от числа Рейнольдса.

Анализ зависимостей показывает, что теплогидродинамическая эффективность применения винтовых интенсификаторов конвективного теплообмена в неньютовских структурно-вязких средах резко увеличивается с ростом эффективной вязкости. Причем, как следует из проведенных опытов, с дальнейшим увеличением эффективной вязкости рост теплогидродинамической эффективности, так же как и относительной теплоотдачи, будет продолжаться. Рассматривая влияние шага винтовых закручивателей на общую теплогидродинамическую эффективность применения их к неньютоновским средам, видно, что с уменьшением шага теплогидродинамическая эффективность возрастает. Опыты показали, что оптимальным можно считать диапазон относительного шага 5/0<б-7. В этом диапазоне геометрии интенсификаторов независимо от числа Рейнольдса, была получена устойчивая положительная теплогидродинамическая эффективность. Как показали результаты экспериментов, наибольшая энергетическая эффективность винтовых закручивателей потока достигается в области высоких значений эффективной вязкости и чисел Нрандтля. Уменьшение шага приводит, одновременно, и к увеличению коэффициентов теплоотдачи и к увеличению энергетической эффективности.

Оценка адекватности теоретически рассчитанных и экспериментальных значений средних коэффициентов теплоотдачи, расходов и гидродинамических потерь для случаев течения в коаксиальном канале с винтовым оребрением и в трубе с ленточной винтовой вставкой показала, что расхождение находится в пределах 22%.

Также проведены экспериментальные исследования по гидродинамике реологически сложных дисперсных сред в винтовых каналах. При этом в качестве рабочих тел рассматривался шлаковый материал, в качестве объекта исследования винтовой конвейер.

Результаты экспериментальных исследований оформлялись в виде полученной зависимости производительности и необходимой мощности винтового конвейера от числа оборотов винта.

Четвёртая глава посвящена разработке комплекса математических моделей теплообмена при нестационарных ламинарных течениях реологически сложной среды в каналах, обладающих винтовой симметрией. Основные допущения, используемые при постановке задач, следующие:

1) течение жидкости ламинарное;

2) реологическое поведение сред характеризуется наличием вязко-упругих и нелинейно-вязких свойств;

3) перенос теплоты вдоль основного направления движения среды за счет теплопроводности мал по сравнению с вынужденным переносом в этом же направлении;

4) плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность среды в ходе процесса меняются незначительно (по сравнению с вязкостью);

5) силы тяжести входят в уравнения неявно через избыточное давление;

6) в связи с тем, что для рассматриваемых сред числа Рг 1, время гидродинамической релаксации много меньше тепловой и процесс можно считать квазистационарным. Соответственно профиль вектора скорости почти мгновенно подстраивается под изменение температурного поля;

7) нестационарность процессов теплообмена и переноса количества движения выражается в виде зависимости от времени / тепловых граничных условий и расхода жидкости {9.

Для описания реологических свойств жидкости использовалась модель дифференциального типа. При этом тензор напряжений Т в момент времени т является функцией кинематических тензоров Уайта-Метцнера первого и второго порядков (5, и Вг)\

Т = -Р1 + <р1(12)В,+<р1(11)Вг, (1)

где Р - давление; / - единичный тензор; В,=2й - тензор Уайта-Метцнера

первого порядка; В, = ^--(5, | + - тензор Уайта-

Метцнера второго порядка; й = + |-тензор скоростей

деформаций; материальные функции, отражающие наличие

нелинейно-вязких и вязко-упругих свойств; /, =4/г(£>:) = г/-(й|:) -второй инвариант тензора скоростей деформаций; индекс «Г» - символ транспонирования; «гг» - операция взятия следа тензора.

Значения ■ материальных функций и могут

характеризоваться достаточно сложными зависимостями от 12. Одной из форм таких зависимостей для вязкости р,(/2) является модель

Кутателадзе—Хабахпашевой:

(р. =ехр(-г.), (2)

где (р.-———, г. =в———, г' =<р,(/,),/— - напряжение сдвига; <Р,~<Ро <Р*-Фо " V 2

Ф = —-—- -текучесть; %,<рг -текучесть при г" ->0 и г* -юо; б,г,— мера

тЛ)

и предел структурной стабильности жидкости.

Для представления зависимости (/,) использовалась наиболее простая и в то же время точная степенная форма уравнения:

(Л ) = */;, (3)

где к,п - реологические константы.

Функции <рх и срг описываются экспоненциальными зависимостями основных реологических параметров от температуры Т:

^ = Лх ехр(^-А] = Л ехр[^-А)= 0О ехр( -А), к = *оехр(^},(4)

где - предэкспоненты; ВГ.В0 - энергии активации вязкого

течения при г"->0 и г'->оо; С - опытная константа; /?- универсальная газовая постоянная.

Также принималось, что для рассматриваемых сред внутренняя энергия является функцией одной лишь температуры Т:

и = срТ. (5)

Начальныеусловия задачи записывались в виде:

- для температуры Т:

г(Ьо) = г0(^), (6)

- для поля вектора скорости V:

= (7)

где £ - точка исследуемой области поперечного сечения П.

Рассматриваемые режимы нестационарности для любого параметра задачи /7(7) были описаны с помощью следующих законов:

массообменного и технологического оборудования нефтехимических производств и энергогенерируюших предприятий. Проведен анализ адекватности результатов теоретических и экспериментальных исследований, на основе которого была выявлена хорошая сходимость результатов.

Апробация работы. Основные положения работы и отдельные результаты диссертации представлены на 4 международных, 7 всероссийских, 3 республиканских симпозиумах и конференциях:

Республиканская научно-практическая конференция «Молодые учёные Татарии-производству» (Казань, 1984, 1986), VII Всесоюзной конференции по тепломассообмену (Минск, 1984), Научно-практическая конференция «Технология получения и методы исследования модифицированных полимерных материалов» (Устинов, 1985), Республиканская научно-практическая конференция «Экономия сырьевых, материальных и топливно-энергетических ресурсов в химической и нефтехимической промышленности» (Казань, 1986), Научно-практическая конференция «Реология и оптимизация процессов переработки полимерных материалов» (Устинов, 1986), Минский международный форум по теплообмену (Минск, 1988), International conference on multiphase fIows'91-Tsukuya (Japan, 1991), 22nd Midwestern Mechanics Conference (Rolla, 1991), Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» (Киев, 1997), Il-ая Российская национальная конференция по теплообмену (Москва, 1998), Российский национальный симпозиум по энергетике (Казань, 2001); Всероссийская школа-семинар молодых учёных и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 40 печатных работах, в том числе 27 - статьи в центральных и академических журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов и рекомендаций обшим объемом 409 страниц, в том числе 321 страница текста, 156 рисунков и 50 таблиц. Список использованной литературы содержит 251 наименование.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлена общая характеристика технологических процессов производства и получения полимерных материалов. Проведен обзор литературных источников, посвященных существующим методам интенсификации конвективного теплообмена при ламинарных течениях вязких жидкостей в трубах и каналах, а также способы оценки их эффективности. Рассмотрены различные подходы при математическом моделировании процессов гидродинамики и теплообмена в винтовых каналах.

В результате сделаны следующие выводы:

1. при разработке новых энергосберегающих теплотехнологических схем необходимо проведение сравнительного анализа теплоэнергетической эффективности, который целесообразно осуществлять с использованием эксергетического метода термодинамического анализа. Эксергетический метод позволяет определять потери максимально возможной работы, обусловленные необратимостью тепловых процессов, как в отдельных установках, так и во всей схеме;

2. интенсификация нестационарного конвективного теплообмена в высоковязких средах при их ламинарном течении является актуальной задачей;

3. известные по литературным источникам теоретические исследования ламинарных течений в интенсифицированных каналах не позволяют провести детальный анализ возникающих эффектов. В тоже время, математический аппарат, разработанный в работах чл.-корр. РАН Ю.Г. Назмеева в общем виде формулирует поставленные проблемы и определяет возможные пути их решения;

4. одним из направлений увеличения эффективности нестационарных процессов теплообмена является применение винтовых каналов;

5. для более точной оценки теплоэнергетической эффективности и степени термодинамического совершенства процессов, происходящих в элементах теплотехнологических схем необходимы данные о распределении дискретных значений эксергии в потоках рабочих тел, о динамике изменения величины эксергии в ходе процессов.

Вторая глава посвящена описанию и анализу эффективности существующих теплотехнологических схем производства высоковязких полимерных растворов и продуктов на их основе. Представлены основные сведения о характеристиках, свойствах, технологии получения полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, изопрена и синтетического изопренового каучука (СКИ-3).

Приведено описание традиционных теплотехнологических схем по производству полиметакрилата и триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов. Дана общая характеристика теплотехнологии производств изопрена и СКИ, а также смежных стадий этих производств.

Кроме того, во второй главе приведен термодинамический анализ эффективности теплотехнологической схемы производства полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов с оценкой затрат материальных и энергетических ресурсов.

Анализ структуры энергоснабжения технологии производства полиметакрилата и ТАЦ - основы, объемов, режимов и параметров ВЭР теплотехнологии, а также условий эксплуатации энергетического и технологического оборудования, позволил выявить ряд особенностей, влияющих на выбор перспективных направлений синтеза эффективных энерготехнологических систем в рамках данных производств:

где винтовой сдвиг на угол <р влево обозначим как {«„*(/?)} = {<?«„' {х)1??!) - матрица касательного отображения •

В данной главе также исследована возможность построения специальной винтовой системы координат, в которой сдвиг по винтовым линиям соответствовал бы изменению только одной координаты.

Симметрия рассматриваемых течений позволяет путём выбора некоторых независимых переменных свести решение

гидродинамической части задачи в изотермическом приближении к двумерной постановке. Другими словами, гидродинамические поля в предположении изотермичности течения становятся независимыми от некоторой третьей независимой переменной £3.

Геометрия рассматриваемых каналов, позволяет ввести следующее частное преобразование координат:

4 =хсо5(/:;)->'з1п(Лг),?2 = х%\п{К2)+усо$(Кг)^ =г, (19)

где К = ~. 5 - шаг винтового канала, при этом фиксированные значения

координат д' =<7'0,<Г = <?20 задают конкретную винтовую линию и, таким образом, множеству точек на данной винтовой линии соответствуют фиксированные значения ¡?' = =?20-

При изменении координаты ¡7' значения д' и остаются постоянными, и уравнение кривой /(^',^2) = 0 сохраняется в каждом сечении с/3 =ч\. Боковые винтовые поверхности при этом переходят сами в себя. Таким образом, боковые винтовые поверхности инвариантны относительно изменения координаты <7'. Очевидно, что задание новых переменных в виде:

£'=/(9'-<Г).<;:=/2(?'.<72).£3 = <73, (20)

определяет новую систему координат, обладающую такими же свойствами инвариантности боковых поверхностей канала относительно винтовых преобразований.

После проведённого исследования можно сделать следующие выводы:

1) невозможно построение ортогональной системы координат, т.е. системы координат, где одновременно выполняются условия -0,1* у, где£(;- компоненты метрического тензора системы координат (20), в которой сдвиг точки по винтовым линиям соответствовал изменению одной координаты.

2) наиболее удобной винтовой системой координат, в которой выполняются следующие условия для компонент метрического тензора

= 0,^,3 = = = О, является система координат определяемая преобразованием следующего вида:

,!3 = ?3, (21)

простых уравнений jj?')2 + (<?2)2j = const, и

= const, как в случае

при этом использование такой системы координат является ещё более удобным, если границы рассматриваемых каналов можно описать в виде

V" А

каналов с винтовыми шнековыми и ленточными вставками.

3) возможно использование винтовой системы координат с выполнением условий £,2 =0>£и или =0,^13 * 0,£23 * 0, что

соответствует ортогональности первых двух векторов естественного базиса (е, и е2) или дуального к нему базиса (е1 и е1).

Таким образом, при принятых допущениях в общей тензорной формулировке, математическая модель имеет вид:

— + &^гас1т) = аАТ + —; (22)

5/ у ' рсР

'аИ

8г

^{grady.l)

= -gradP + div Т°; (23)

<И™ = 0, (24)

где Т° - девиатор тензора напряжений, Ф = (/2) /2 - диссипативная

функция, а=——температуропроводность, р,сР,Х - плотность, удельная

рср

теплоёмкость и теплопроводность жидкости.

Для отыскания конкретных частных решений этой системы, т.е. неизвестных функций и где^ - произвольная точка области

П канала с винтовой симметрией, а 1 - текущее время, в первую очередь, к ней необходимо добавить начальные условия (6)-(7), граничные условия (11)-(17) и условия винтовой симметрии (18) для поля вектора скорости в поперечных сечениях канала.

При сделанных допущениях, задача о теплообмене при течении сложных жидкостей в винтовых каналах может быть сформулирована следующим образом: определить неизвестные скалярное поле температур и векторное поле скорости определённые в области

[0,г4]хП, где £1 - геометрическая область винтового канала, (,- конечный момент времени, удовлетворяющих в области уравнениям движения, неразрывности и энергии (22)-(24). Эти уравнения для получения завершённой математической модели дополняются представленными выше начальными и граничными условиями, реологической моделью, а

также условиями винтовой симметрии для поля вектора скорости в любом поперечном сечении канала.

Поиск решения (22)-(24) с заданными начальными и граничными условиями производился численным методом в пределах небольшого изменения длины канала, известным как метод Фаэдо - Галёркина. При этом вместо классического решения задачи находилось обобщённое решение, полученное из соответствующих функциональных уравнений. Для записи конкретного вида функциональных соотношений метода Фаэдо-Галёркина использовалась специальная винтовая система координат:

?=r,e2=p-Kz,? = z, (25)

где r,ip,z - переменные стандартной цилиндрической системы координат.

Использование таких винтовых систем координат позволяет записать условия инвариантности относительно винтовых преобразований в наиболее простом виде - в виде независимости компонент вектора скорости в изотермическом приближении от третьей • независимой переменной .

В случае прилипания жидкости, функциональные соотношения метода Фаэдо-Галёркина для задач нестационарного теплообмена при течении реологически сложных сред в винтовых каналах (6)-(18), (22)-(24) имеют вид

(v • А) = 2 jjJ• п)ь + jjjp, (/,)(*, (i): я, (*))+«,, (/2 )(вг (i); я, (а))+

X*. -

+2p[{grad'v + = (26)

{LTT,h7)=\i^ + {gradT'v)\ds-\\ Vj ^ ' Sq

' Ф аДГ + ——-(Яг)

hrds = 0. (28)

В результате сделанных выкладок поставленную задачу можно переформулировать следующим образом: определить неизвестные поля вектор-функции скорости и скалярной функции температуры

удовлетворяющие функциональным соотношениям (26)-(28)

справедливым для произвольных функций Ае(/,А, ег, совместно с начальными и граничными условиями, поставленными выше, где

г = {/|/ 6 и (5,)},и = (г.|и (С' (О= о,,-(«,(!)) = а\(х)ЩX 6Л= •

Среди методов математического описания движения дисперсных материалов известен подход, представляющий дисперсный материал как сплошную среду. Объектом исследования в теоретическом плане является

конвейер с и - образным открытым кожухом, винт которого вращается с постоянной угловой скоростью (■)„ и примыкает без зазора к кожуху.

Сформулируем основные допущения для поставленной задачи и схемы движения:

1) дисперсный сыпучий материал с конечными размерами частиц можно приближённо заменить равноценной ему в механическом смысле несжимаемой средой с введением понятия эффективной вязкости;

2) движение среды изотермическое, со сформировавшимся профилем вектора скорости на входе в канал;

3) насыпная плотность и эффективная вязкость сыпучего материала мало зависит от его порозности;

4) дисперсный сыпучий материал полностью покрывает винт конвейера;

5) винт конвейера вращается с угловой скоростью м„;

6) на стенках винтового канала происходит проскальзывание материала;

7) реологическое поведение дисперсной сыпучей среды описывается с помощью гипотезы обобщённой ньютоновской жидкости:

Т = -/>/ + ц(/2)В,, (29)

где ц - эффективная вязкость.

В общем тензорном виде система уравнений движения и неразрывности имеет вид:

— + graa V ■ у

^-^гааР^^у^^В,), (30)

0, (31)

где р - насыпная плотность материала; Р' - рабочее давление

Для замыкания системы дифференциальных уравнений необходимо дополнить её граничными и начальными условиями.

Граничные и начальные условия предлагаются следующие:

1. На поверхности рабочего органа дКи принимаются условия скольжения:

".-^и =(Г-Ч4 »-чмк-о^. 02)

где ^„л-,,- нормальная и касательная составляющие вектора скорости движения точек на поверхности рабочего органа V,; п - нормаль к поверхности; х - касательный вектор к поверхности, - нормальная и касательная составляющие вектора скорости у; Г, - касательная составляющая силы на 8Ка\ - коэффициент проскальзывания

материала на стенке канала.

2. На поверхности и - образного открытого кожуча сК1 также принимаются условия скольжения сыпучего материала вдоль стенок канала:

Каширской ГРЭС рассматривалась механогидравлическая схема раздельного золошлакоудаления.

Технико-экономический анализ механогидравлической сис(емы золошлакоудаления Казанской ТЭЦ-2 выявил следующее:

1) ожидаемая экономия топлива от снижения расхода технической воды составит 7,55 т.у.т./год, а экономический эффект -40,2 тыс. руб./год;

2) ожидаемая экономия топлива от уменьшения расхода электроэнергии составит 770,88 т.у.т/год, а экономический эффект -516,5 тыс. руб./год;

3) срок окупаемости предлагаемой схемы * 3 года.

Технико-экономический анализ механогидравлической системы

золошлакоудаления Каширской ГРЭС показал:

1) ожидаемая экономия топлива от экономии воды составит 9,54 т.у.т./год, а экономический эффект - 44,52 тыс. руб./год;

2) ожидаемая экономия топлива от экономии электроэнергии составит 1177,34 т.у.т./год, а экономический эффект - 699,1 тыс. руб./год;

3) срок окупаемости механогидравлической схемы - 4 года.

Кроме того, внедрение механогидравлических систем

золошлакоудаления позволит существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду вследствие уменьшения загрязнение водного бассейна на прилегающей к станции территории и значительного снижения вероятности происхождения катастроф техногенного характера.

Кроме того, в седьмой главе приведены результаты численных исследований и представлены рекомендации по модернизации гладкотрубных подогревателей мазута серии ПМ. Из результатов расчетов видно, что проволочные спирально-винтовые вставки менее эффективны во всем диапазоне изменения определяющих параметров, т.к значительно возрастают гидравлическое сопротивление по мазутному тракту и затраты мощности, уменьшается по сравнению с поперечной накаткой тепловая производительность. По отношению к гладкотрубному варианту применение проволочных вставок дает выигрыш в 2 раза по тепловой производительности. Применение, поперечной накатки более эффективно, чем применение спирального профилирования и спиральных проволочных вставок, но, учитывая технологичность изготовления и эксплуатации проволочных вставок и винтового профилирования, можно считать рассмотренные методы перспективными для внедрения на практике

Расчёты проведены для подогревателей мазута марки ПМ-40-30, ПМ-10-60, ПМ-10-120. Рассчитана технико-экономическая эффективность применения интенсифицированных теплообменных аппаратов в типовой теплотехнологической схеме мазутного хозяйства ТЭС на примере Заинской ГРЭС. Результаты расчётов показали, что экономия электроэнергии на прокачку мазута через один подогреватель мазута с профильно-винтовыми трубами по сравнению с серийным гладкотрубным

аппаратом составляет 39 % (179,3 т.у.т./год), а с учетом того, что на Заинской ГРЭС установлено 8 подогревателей мазута ПМ-10-120, то годовая экономия составит 1434,4 т.у.т. или 780 тыс. рублей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа энергоиспользования на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, предприятий энергетической отрасли установлены основные термодинамические, теплотехнологические и режимно-эксплутационные факторы, вызывающие низкий уровень энергетической эффективности теплотехнологических схем конкретных производств (полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, синтетического изопренового каучука (СКИ-3) и систем жизнеобеспечения тепловых электрических станций (систем хранения и подготовки жидкого органического топлива, систем внутрицехового золошлакоудапения), выявлены источники потерь энергии в технологических процессах.

2. Впервые разработана общая методология и конкретный алгоритм создания и разработки взаимосвязанных теплотехнологических и теплоэнергетических систем промышленных предприятий химической и нефтехимической промышленности, энергетических предприятий на основе применения методов энерготехнологического комбинирования к созданию новых непрерывных теплотехнологических схем, интенсификации тепловых процессов, создания энергоматериало-сберегающего оборудования нового поколения.

3. Впервые проведен комплекс экспериментальных исследований теплообмена и гидродинамики при неизотермическом движении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией. Анализ полученных результатов позволил выявить и оценить возникающие эффекты интенсификации конвективного теплообмена для вязко-упругих, нелинейно-вязких и вязких сред. Проведен комплекс экспериментальных исследований по движению реологически сложных дисперсных сыпучих материалов в винтовых каналах. Результаты экспериментальных исследований обобщены с помощью разработанного гидродинамического подхода к описанию движений и перемещений реологически сложных дисперсных сыпучих материалов.

4. Впервые разработан в галеркинской постановке комплекс математических моделей для описания нестационарных процессов теплообмена и гидродинамики при ламинарных течениях реологически сложных жидкостей в каналах с винтовой симметрией.

5. Впервые получен общий вид координатной системы, в которой винтовой сдвиг адекватно соответствует изменению распределению вектора скорости, впервые получены наиболее удобные для описания процессов гидродинамики и теплообмена виды винтовых координат и их

дифференциальных уравнений относительно неизвестных функций, которые совместно с начальными условиями образуют задачу Коши.

Для решения задачи, выбор базисных функций осуществлялся на основе метода конечных элементов (МКЭ).

Численные исследования проводились для различных зависимостей теплового потока, температуры и расхода от времени при тепловых граничных условиях I и II рода. Для каждого конкретного винтового канала и режима нестационарности были получены распределения осевой, окружной, радиальной компонент вектора скорости, а также температуры для различных поперечных сечений канала на различных расстояниях от входа в канал и для различных геометрических характеристик канала.

В шестой главе рассматриваются частные случаи постановки задач и результаты численных расчётов теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных сред в винтовых каналах: 1) стационарный теплообмен при течении вязко-упругих сред; 2) стационарный теплообмен при течении нелинейно-вязких сред; 3) стационарный теплообмен при течении ньютоновских сред.

В качестве винтовых каналов рассматривались коаксиальные каналы с винтовым оребрением винтового зазора, трубы с ленточными и проволочными винтовыми вставками, каналы с винтовой дискретной шероховатостью.

В качестве жидкостей были рассмотрены: в качестве вязко-упругой жидкости был взят раствор синтетического каучука (СКТН); в качестве нелинейно-вязкой жидкости - растворы карбоксилметилцеллюлозы (Ыа-КМЦ), поливинилового спирта (ПВС) и крахмала (КРМ); в качестве ньютоновской жидкости - мазут марки М-100 и компрессорное масло КП-8.

Разработанные математические модели и методы их численной реализации позволяют определить поле температуры 7* и вектор скорости V в каналах с винтовыми интенсификаторами. В результате численных расчётов были получены распределения компонент и модуля вектора скорости и температуры для радиального и кольцевого сечений в винтовых каналах, а также изменение локального коэффициента теплоотдачи а, и гидравлических потерь др/д^' по длине каналов и для гладкой трубы для различных режимов теплообмена.

Рассматриваются частные случаи постановки задач и результаты численных расчётов теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных сред в призматических каналах: I) стационарный теплообмен при течении вязко-упругих сред; 2) стационарный теплообмен при течении нелинейно-вязких сред; 3) стационарный теплообмен при течении ньютоновских сред.

Представлены постановка, алгоритм, метод решения и результаты расчетов гидродинамических задач движения дисперсных материалов в винтовых каналах (конвейерах).

При проведении численных расчетов в качестве области

исследования рассматривается винтовой конвейер, а в качестве сыпучего материала - шлак, образующийся при сжигании кузнецкого угля марки СС в котлах БКЗ-210-140, установленных на Казанской ТЭЦ-2. В результате численных исследований были получены профили радиальной V1, окружной V2 и осевой у5 составляющих вектора скорости у.

В седьмой главе представлены новые теплотехнологические схемы и теплообменное оборудование при производстве и транспортировании реологически сложных сред и материалов и приведена оценка их эффективности.

Разработана энергосберегающая непрерывная теплотехнологическая схема производства триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов. Сравнительный анализ эффективности традиционной и непрерывной схем производства ТАЦ-основы кинофотоматериалов показал следующее:

1. В традиционной технологической схеме скорость движения ТАЦ-основы составляет 2м/мин (0,033м/с). Переход на непрерывный способ производства ТАЦ-основы на базе использования шнековых машин позволяет повысить скорость движения ТАЦ-основы до 1м/с, соответственно значительно увеличивая производительность технологической линии;

2. Применение шнековых машин в непрерывной теплотехнологической схеме производства ТАЦ-основы позволяет увеличить начальную концентрацию пленкообразующего раствора до 40% масс, по сухому веществу против 12% масс, в традиционной схеме. Увеличение начальной концентрации триацетатцеллюлозы в пленкообразующем растворе даёт существенную экономию используемых растворителей;

3. Уменьшение концентрации растворителей в пленкообразующем растворе значительно снижает энергоемкость процесса производства ТАЦ-основы, уменьшает требуемые мощности установок регенерации растворителей, упрощает аппаратурное оформление технологической схемы. Уменьшение энергозатрат на регенерацию растворителей составит 428,3 МДж тепла и 1446 МДж холода на 1000 м выпускаемой продукции;

4. В непрерывной теплотехнологической схеме производства ТАЦ-основы охлажденная паровоздушная смесь, выходящая из конденсатора, перед подачей в сушильную камеру нагревается за счет тепла смеси растворителей и пластификаторов, подаваемых в шнековый смеситель. Данное мероприятие исключает необходимость использования парового калорифера, экономия тепла составляет 8,4 МДж на 1000 м выпускаемой ТАЦ-основы. В свою очередь, охлаждение растворителей перед подачей в шнековый смеситель создает оптимальный режим для растворения и гомогенизации.

Также представлена замкнутая утилизационная система в производстве СКИ-3 на базе интенсифицированного теплообменного оборудования. Одним из наиболее привлекательных направлений развития энерготехнологического комбинирования является организация утилизационных систем, позволяющих использовать сбросную

низкопотенциальную теплоту на производственные, отопительно-вентиляционные, санитарно-технические и иные нужды промышленных предприятий. Особую важность эта задача приобретает для промышленных технологий нефтехимических производств, связанных с выделением и разделением основных и побочных продуктов. Анализ производства СКИ-3 показал следующее:

1. Нагрузка теплоотводящих систем здесь зачастую превышает внешнее теплопотребление, так как процессы охлаждения производятся при температурах, близких к температуре окружающей среды, и сопровождаются передачей скрытой теплоты конденсации технологических потоков. Потенциал ВЭР на этих стадиях обычно ограничивается пределами 45-=-! Ю°С и не находит применения в теплотехнологии и теплоэнергетических системах предприятия. Отвод теплоты производится непосредственно в окружающую среду, либо с помощью систем хладоснабжения и оборотного водоснабжения. Актуальны такие системы и для низкотемпературных теплотехнологий нефтехимической и химической промышленности, так как на их основе могут быть построены системы трансформации низкопотенциальной теплоты на более высокий уровень, приемлемый для внутреннего или внешнего потребления.

2. Метод энерготехнологического комбинирования, основанный на организации замкнутых локальных, групповых или централизованных утилизационных систем, направленных на рекуперацию теплоты низкопотенциальных ВЭР, позволяет сократить объем тепловых сбросов и попутно значительно снизить внешнее тепло- и хладопотребление рассматриваемого объекта В частности, источниками низкопотенциальной теплоты / = 45+80°С являются верхние продукты колонн выделения и разделения углеводородных фракций технологических продуктов, например, контактного газа с установки дегидрирования изопентана, а также охлаждаемые потоки кубовой жидкости.

3. В утилизационных системах очень важно сократить теоретически необходимый температурный напор для передачи теплоты, чтобы увеличить долю полезно воспринятой теплоты. Решению этой задачи способствуют мероприятия по интенсификации теплообменного оборудования, включаемого в данные системы. Интенсификация теплообменных процессов в технологических и энергетических аппаратах приводит к сближению температурных уровней теплообменивающихся сред, и, как следствие, к росту термодинамических показателей рассматриваемых систем.

4. Для повышения эффективности теплообменных процессов применяются различные методы интенсификации, основанные на изменении формы теплопередающих поверхностей. Наиболее привлекательными являются методы интенсификации теплообмена в каналах тепловых элементов, позволяющие повысить эффективность передачи теплоты в действующем теплообменном оборудовании. К таким

интенсификаторам относятся вставки различной формы - пружинные, из скрученной ленты, звездообразные продольные и винтовые, локальные закручиватели потока и прочие.

5. Выбор метода интенсификации теплообмена должен вестись с учетом множества факторов, поскольку состав, теплофизические и реологические свойства рабочих сред, режимы работы аппаратов варьируются в широких диапазонах. Особенно эффективные решения достигаются сочетанием методов интенсификации теплообменного оборудования и оптимизации структурной организации систем теплоснабжения промышленной технологии.

Также представлена разработанная энергосберегающая непрерывная теплотехнологическая схема производства полиметакрилата. Сравнение эффективности работы традиционной и непрерывной теплотехнологических схем показал следующее:

1. Переход на непрерывную технологию на базе применения трубчатого реактора позволяет увеличить производительность в 2,66 раза на реакторе "круглая труба" и в 3,14 раза при использовании реактора винтового типа (по сравнению с традиционным способом);

2. В теплотехнологической схеме непрерывного производства полиметакрилата с применением трубчатых реакторов процесс полимеризации осуществляется при концентрации растворителя 10% масс, (по отношению к массе мономера). В традиционной схеме концентрация растворителя составляет 250-270% масс. Снижение концентрации растворителя приводит к уменьшению требуемых поверхностей теплообмена и значительно упрощает аппаратурное оформление технологической схемы.

3. Снижение концентрации растворителя, в совокупности с использованием вторичных энергоресурсов, наряду с экономией сырья, существенно снижает затраты тепла и холода на производство полиметакрилата. Экономия энергетических ресурсов при переходе на непрерывный способ производства полиметакрилата составляет 699,5 МДж тепла и 352,5 МДж холода на 1000 кг продукции;

4. В теплотехнологической схеме непрерывного производства полиметакрилата для нагрева полимеризующейся массы в реакторе-полимеризаторе используется вторичный энергоресурс - тепло паров толуола и воды, выделяющихся в процессе этерификации. В традиционной схеме тепло этих паров сбрасывалось в теплообменнике-конденсаторе. Данное мероприятие позволяет экономить 67,9 МДж на 1000кг выпускаемой продукции.

В данной главе также представлены несколько вариантов по разрабо1ке энергосберегающих механогидравлических систем золошлакоудаления ТЭС на базе винтовых конвейеров. На примере Казанской ТЭЦ-2 в диссертации рассматривались открытая и закрытая системы совместного удаления золы и шлака, на примере

Каширской ГРЭС рассматривалась механогидравлическая схема раздельного золошлакоудаления.

Технико-экономический анализ механогидравлической системы золошлакоудаления Казанской ТЭЦ-2 выявил следующее:

1) ожидаемая экономия топлива от снижения расхода технической воды составит 7,55 т.у.т./год, а экономический эффект -40,2 тыс. руб./год;

2) ожидаемая экономия топлива от уменьшения расхода электроэнергии составит 770,88 т.у.т/год, а экономический эффект -516,5 тыс. руб./год;

3) срок окупаемости предлагаемой схемы * 3 года.

Технико-экономический анализ механогидравлической системы

золошлакоудаления Каширской ГРЭС показал:

1) ожидаемая экономия топлива от экономии воды составит 9,54 т.у.т./год, а экономический эффект - 44,52 тыс. руб./год;

2) ожидаемая экономия топлива от экономии электроэнергии составит 1177,34 т.у.т./год, а экономический эффект - 699,1 тыс. руб./год;

3) срок окупаемости механогидравлической схемы - 4 года.

Кроме того, внедрение механогидравлических систем

золошлакоудаления позволит существенно снизить негативное воздействие на окружающую среду вследствие уменьшения загрязнение водного бассейна на прилегающей к станции территории и значительного снижения вероятности происхождения катастроф техногенного характера.

Кроме того, в седьмой главе приведены результаты численных исследований и представлены рекомендации по модернизации гладкотрубных подогревателей мазута серии ПМ. Из результатов расчетов видно, что проволочные спирально-винтовые вставки менее эффективны во всем диапазоне изменения определяющих параметров, т.к. значительно возрастают гидравлическое сопротивление по мазутному тракту и затраты мощности, уменьшается по сравнению с поперечной накаткой тепловая производительность. По отношению к гладкотрубному варианту применение проволочных вставок дает выигрыш в 2 раза по тепловой производительности. Применение, поперечной накатки более эффективно, чем применение спирального профилирования и спиральных проволочных вставок, но, учитывая технологичность изготовления и эксплуатации проволочных вставок и винтового профилирования, можно считать рассмотренные методы перспективными для внедрения на практике.

Расчёты проведены для подогревателей мазута марки ПМ-40-30, ПМ-10-60, ПМ-Ю-120. Рассчитана технико-экономическая эффективность применения интенсифицированных теплообменных аппаратов в типовой теплотехнологической схеме мазутного хозяйства ТЭС на примере Заинской ГРЭС. Результаты расчётов показали, что экономия электроэнергии на прокачку мазута через один подогреватель мазута с профильно-винтовыми трубами по сравнению с серийным гладкотрубным

аппаратом составляет 39 % (179,3 т.у.т./год), а с учетом того, что на Заинской ГРЭС установлено 8 подогревателей мазута ПМ-10-120, то годовая экономия составит 1434,4 т.у.т. или 780 тыс. рублей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа энергоиспользования на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, предприятий энергетической отрасли установлены основные термодинамические, теплотехнологические и режимно-эксплутационные факторы, вызывающие низкий уровень энергетической эффективности теплотехнологических схем конкретных производств (полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, синтетического изопренового каучука (СКИ-3) и систем жизнеобеспечения тепловых электрических станций (систем хранения и подготовки жидкого органического топлива, систем внутрицехового золошлакоудаления), выявлены источники потерь энергии в технологических процессах.

2. Впервые разработана общая методология и конкретный алгоритм создания и разработки взаимосвязанных теплотехнологических и теплоэнергетических систем промышленных предприятий химической и нефтехимической промышленности, энергетических предприятий на основе применения методов энерготехнологического комбинирования к созданию новых непрерывных теплотехнологических схем, интенсификации тепловых процессов, создания энергоматериало-сберегающего оборудования нового поколения.

3. Впервые проведен комплекс экспериментальных исследований теплообмена и гидродинамики при неизотермическом движении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией. Анализ полученных результатов позволил выявить и оценить возникающие эффекты интенсификации конвективного теплообмена для вязко-упругих, нелинейно-вязких и вязких сред. Проведен комплекс экспериментальных исследований по движению реологически сложных дисперсных сыпучих материалов в винтовых каналах. Результаты экспериментальных исследований обобщены с помощью разработанного гидродинамического подхода к описанию движений и перемещений реологически сложных дисперсных сыпучих материалов.

4. Впервые разработан в галеркинской постановке комплекс математических моделей для описания нестационарных процессов теплообмена и гидродинамики при ламинарных течениях реологически сложных жидкостей в каналах с винтовой симметрией.

5. Впервые получен общий вид координатной системы, в которой винтовой сдвиг адекватно соответствует изменению распределению вектора скорости, впервые получены наиболее удобные для описания процессов гидродинамики и теплообмена виды винтовых координат и их

основные характеристики, позволяющие сводить классы задач от трехмерной к двумерной постановке.

6. Впервые разработан комплекс математических моделей в гидродинамической постановке для описания процессов транспортирования и перемещения дисперсных сыпучих материалов винтовыми конвейерами закрытого типа и с 11-образными кожухами.

7. Разработан алгоритм и метод численной реализации нестационарных задач гидродинамики и теплообмена в каналах с винтовой симметрией на базе методов Фаэдо-Галеркина.

8. Впервые проведен анализ нестационарных уравнений движения для реологически сложных сред почленным выделением и представлением всех видов энергий и сил, действующих в ламинарных сложных пространственных потоках реологически сложных жидкостей. Показаны механизмы и причины возникновения эффектов превышения прироста коэффициентов теплоотдачи над ростом гидравлических потерь при интенсификации конвективного теплообмена в реологически сложных средах.

9. Рассмотрены и численно реализованы частные случаи в стационарных постановках, в том числе тепломассообмен в трубчатых реакторах гомофазной полимеризации полиметакрилата, получение пленкообразующего высококонцентрированного раствора триацетатцеллюлозы в канале экструдера, интенсификации теплообмена в трубчатых теплообменных аппаратах и т.п.

10. Проведен комплекс численных исследований нестационарных и стационарных задач гидродинамики и теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных сред в каналах с винтовыми интенсификаторами теплообмена.

11. Разработана новая энергоэффективная непрерывная теплотехнологическая схема производства триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, использование которой позволит достичь следующих результатов- существенное увеличение производительности - до 30 раз;

- существенная экономия используемых материалов за счет увеличения начальной концентрации пленкообразующего раствора до 40% масс, по сухому веществу против 12% масс, в традиционной схеме;

- уменьшение энергозатрат на регенерацию растворителей составит 428,3 МДж тепла и 1446 МДж холода на 1000 м выпускаемой продукции;

- экономия теплоты за счет исключения парового калорифера из тепдотехнологической схемы составит 8,4 МДж на 1000 м выпускаемой продукции.

12. Разработана новая энергоэффективная непрерывная теплотехнологическая схема производства полиметакрилата. Сравнение эффективности работы традиционной и непрерывной теплотехнологических схем показал следующее:

- переход на непрерывную технологию на базе применения трубчатого реактора позволяет увеличить производительность в 2,66 раза на реакторе "круглая труба" и в 3,14 раза при использовании реактора винтового типа по сравнению с традиционным способом;

снижение концентрации растворителя по сравнению с традиционной схемой достигает 25-27 раз, что приводит к уменьшению поверхностей теплообмена в аппаратах и значительно упрощает аппаратурное оформление технологической схемы. Экономия энергоресурсов при переходе на непрерывный способ производства полиметакрилата составляет 699,5 МДж тепла и 352,5 МДж холода на 1000 кг продукции;

использование в теплотехнологической схеме вторичных энергоресурсов, а именно теплоты паров толуола и воды, выделяющихся в процессе этерификации, позволяет достичь экономии 67,9 МДж на 1000кг выпускаемой продукции.

13. Разработаны механогидравлические схемы раздельного и непрерывного золошлакоудаления на примерах Казанской ТЭЦ-2 и Каширской ГРЭС. Технико-экономический анализ разработанных схем выявил следующее:

- для Казанской ТЭЦ-2 ожидаемая экономия топлива от снижения расхода технической воды составит 7,55 т.у.т./год; ожидаемая экономия топлива от уменьшения расхода электроэнергии составит 770,88 т.у.т./год;

- для Каширской ГРЭС ожидаемая экономия топлива от экономии воды составит 9,54 т.у.т./год; ожидаемая экономия топлива от экономии электроэнергии составит 1177,34 т.у.т /год.

14. Использование интенсифицированных теплообменных аппаратов в теплотехнологических схемах хранения и подготовки жидкого органического топлива позволит достичь значительного экономического эффекта за счет снижения затрат тепловой и электрической энергии. Технико-экономический анализ эффективности применения данных теплообменников на примере теплотехнологической схемы типового мазутного хозяйства ГРЭС мощностью 2400 МВт показал, что экономия электроэнергии на прокачку мазута через подогреватели с профильно-винтовыми трубами по сравнению с серийными составляет 39 %, что для мазутного хозяйства Заинской ГРЭС составит годовую экономию 1434,4 т.у.т.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих печатных работах:

1. Вачагина Е.К., Шкляр Ю.Л., Назмеев Ю.Г. Обобщение опытных данных по теплообмену и гидродинамическому сопротивлению неньютоновских жидкостей при их течении в винтовых каналах // Тезисы

докладов Республиканской научно-практической конференции «Молодые учёные Татарии-производству», Казань, 1984.

2. Вачагина Е.К., Назмеев Ю.Г. Теплообмен на начальных участках винтовых каналов при течении неньютоновских структурно-вязких жидкостей // «Тепломассообмен-VII». Материалы VII Всесоюзной конференции по тепломассообмену. Том V «Тепломассообмен в реологических и дисперсных системах», Часть 2, Минск, 1984.

3. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Маминов О.В. Улучшение характеристик ММР при радикальной полимеризации в винтовом трубчатом реакторе // Тезисы докладов научной конференции «Технология получения и методы исследования модифицированных полимерных материалов», Устинов, 1985.

4. Назмеев Ю.Г., Халитова Г.Р., Вачагина Е.К. О двух методах расчёта профиля скоростей неньютоновской жидкости в цилиндрических каналах произвольного поперечного сечения // Инженерно-физический журнал, № 1, 1985.

5. Мумладзе А.И., Халитова Г.Р., Вачагина Е.К., Назмеев Ю.Г. Интенсификация теплообмена при течении аномально-вязких сред в кольцевом канале с винтовым оребрением //Химическое и нефтяное машиностроение, № 10, 1985.

6. Вачагина Е.К., Гайнутдинов P.C., Назмеев Ю.Г. Течение неньютоновской жидкости в винтовых каналах с постоянным шагом закрутки. //Инженерно-физический журнал, № 4, 1986.

7. Назмеев Ю.Г., Зобин Н.М., Вачагина Е.К. О существовании стационарного установившегося течения нелинейно-вязкой жидкости в винтовом канале. Безынерционное приближение // Инженерно-физический журнал, № 6, 1986.

8. Вачагина Е.К. Неизотермическое течение высококонцентрированных полимерных растворов в винтовых каналах при малых числах Рейнольдса // Тезисы докладов Республиканской научно-практической конференции «Молодые учёные Татарии - производству», Казань. 1986.

9. Назмеев Ю.Г., Якупов А.Г., Вачагина Е.К., Халитова Г.Р. Опыт создания интенсифицированного теплообменного оборудования в ПО «Казаньбытхим» // Тезисы докладов Республиканской научно-практической конференции «Экономия сырьевых, материальных и топливно-энергетических ресурсов в химической и нефтехимической промышленности», Казань, 1986.

10. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Маминов OB. Вариационная формулировка и решение задачи течения нелинейно-вязкой жидкости в винтовом канале при малых числах Рейнольдса И Тезисы докладов научной конференции «Реология и оптимизация процессов переработки полимерных материалов», Устинов, 1986.

11. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Маминов О.В. Гомофазная полимеризация в трубчатом винтовом реакторе с постоянной температурой на стенке // Известия вузов. Химия и химическая технология, том 30, Вып.5, 1987.

12. Назмеев Ю.Г., Конахин A.M., Кумиров Б.А., Хлынова И.В., Вачагина Е.К. Изобретение: «Теплообменная труба». Авторское свидетельство № 1467360, 1988.

13. Вачагина Е.К., Южанин А.С., Бобров В.Ф. Исследование теплофизических характеристик растворов триацетатцеллюлозы // Сборник научных трудов «Интенсификация процессов тепломассообмена в энергетических и технологических установках», М.: Изд-во МЭИ, 1988.

14. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Южанин А.С. Течение \ вязкоупругой среды в спиральных каналах // Материалы докладов Минского международного форума по теплообмену, Минск, 1988.

15. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К.. Якупова А. Г. Вычисление профиля скорости потока нелинейной вязкой жидкости в спиральных каналах при малых числах Рейнольдса // Инженерно-физический журнал, т. 55, № 4, 1988.

16. Nazmeev Y.G., Vachagina Е.К. Theoretical investigation of nonlinear viscous fluid laminar flow under conditions of the flow local twist //22nd Midwestern Mechanics Conference, Rolla, 1991.

17. Назмеев Ю.Г., Бобров В.Ф., Диц В.Г., Вачагина Е.К. Расчёт профиля скорости при течении упруговязкой жидкости в шнековых каналах экструзионных машин // Инженерно-физический журнал, № 3, 1991.

18. Шайхутдинов А. А., Вачагина Е.К. Метод решения задачи теплообмена при стационарном течении вязко-упругой жидкости в конвергентном канале // Сборник научных трудов «Интенсификация процессов тепломассообмена в энергетических и технологических установках», М.: Изд-во МЭИ, 1991.

19. Nazmeev Yu., Donevski В., Vachagina Е. Mathematical modelling and numerical investigation of heat exchange in laminar flows of multiphase system with nonlinear viscous clastic carrier phase // International conference on multiphase flows'91-Tsukuya, September 24-27,1991,Japan

20. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А., Вачагина E.K., Бакаев М.Р. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука // Промышленная энергетика, № 4, 1997.

21. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Шамсутдинов Э. В. " Энергосберегающие теплотехнологические схемы производства полимерных изделий и материалов на базе шнекового оборудования //Материалы докладов Международной конференции «Проблемы промышленной теплотехники». Киев. Промышленная теплотехника, том

19, №4-5, 1997.

22. Шамсутдинов Э. В., Вачагина Е.К. Теплообмен при течении вязкоупругой жидкости в винтовых каналах при условии скольжения жидкости на стенке //Материалы докладов Второй Российской национальной конференции по теплообмену, Том 2, Вынужденная конвекция однофазной жидкости, М.: Изд-во МЭИ, 1998.

23. Назмеев Ю.Г., Бакаев М.Р., Валиев Р.Н. Вачагина Е.К. Конахина И.А. Интенсификация процессов теплообмена в системах отвода теплоты производства синтетического изопренового каучука СКИ-3 // Материалы докладов Второй Российской национальной конференции по теплообмену, т. 2, Вынужденная конвекция однофазной жидкости, М.: Изд-во МЭИ, 1998.

24. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А., Вачагина Е.К., Бакаев М.Р. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука // Промышленная энергетика, № 5, 1998.

25. Шамсутдинов Э. В., Ахметов Э.А., Вачагина Е.К., Маргулис С.М., Назмеев Ю.Г. Система золошлакоудаления ТЭС на базе винтовых конвейеров // Известия ВУЗов Проблемы энергетики, № 1-2, 1999.

26. Шамсутдинов Э. В., Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К. Расчёт мощности винтовых конвейеров для транспортирования шлаковых материалов на ТЭС // Теплоэнергетика, № 5, 1999.

27. Шамсутдинов Э. В., Вачагина Е.К., Назмеев Ю.Г. Движение сыпучего материала в каналах винтовых конвейеров с учётом пристенного скольжения // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 5-6, 2001.

28. Будилкин В.В., Даминов А.З., Вачагина Е.К. Разработка методик расчёта и проектирования систем разветвлённых мазутопроводов с паровыми спутниками // Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике. Казань, 10-14 сентября, 2001.

29. Лившиц С. А., Вачагина Е.К. Модернизация существующей схемы внутрицехового золошлакоудаления на Казанской ТЭЦ-2 // Материалы докладов Всероссийской школы-семинара молодых учёных и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении», Казань, 2002.

30. Лившиц С. А., Вачагина Е К Математическая модель движения потока дисперсного материала в винтовом конвейере с U-образным кожухом // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 7-8,2002.

31. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К.. Лившиц С. А. Модернизация гидравлических систем совместного золошлакоудаления при помощи открытых конвейеров // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 7-8, 2002.

32. Плотников В.В., Вачагина Е.К. Структурный анализ тепло-технологической схемы окисления изопропилбензола до гидроперекиси изопропилбензола // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 9-10, 2002.

д/^СЯЗ

2006-4 12218

33. Вачагина Е.К., Плотников В.В., Назмеев Ю.Г. Повышение эффективности технологического энергоиспользования в производстве гидроперекиси изопропилбензола // Известия вузов. Проблемы энергетики, №11-12,2002.

34. Плотников В.В., Вачагина Е.К., Назмеев Ю.Г. Анализ эффективности системы окисления изопропилбензола до гидроксида изопропилбензола // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 1-2,2003.

35. Вачагина Е.К., Колин С.А. Численные исследования задачи теплообмена и гидродинамики при течении вязкой ньютоновской жидкости в профильно-винтовых каналах //Известия вузов. Проблемы энергетики, № 3-4, 2003.

36. Колин С. А., Вачагина Е.К., Назмеев Ю.Г. Математическая модель течения вязкой ньютоновской жидкости в профильно-винтовых каналах // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 3-4,2003.

37. Вачагина Е.К., Лившиц С. А. Алгоритм и результаты численного исследования задачи о движении дисперсного материала в и-образном винтовом конвейере // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 3-4, 2003.

38. Вачагина Е.К. Математическая модель и метод решения задачи о нестационарном теплообмене при течении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией //Известия вузов. Проблемы энергетики, № 1-2,2004.

39. Вачагина Е.К. Нестационарный теплообмен при течении Нелинейно-вязких жидкостей в винтовых каналах. Постановка задачи и метод решения // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 1 -2,2004.

40. Вачагина Е.К. Исследование динамических режимов теплообмена при течении нелинейно-вязких жидкостей в каналах с винтовой симметрией // Известия вузов. Проблемы энергетики, № 1-2, 2004.

Изд. лиц. серия ИД №04973 от 04.06.2001 г. Подписано в печать J О eg OSi Бумага офсетная. Гарнитура "Times". Формат 60/84/16 Усл.печ.л. 1.88 Уч.-изд.л. 2.0 Печать ризографическая Тираж 100 экз. Заказ № 234 Издательство ЗАО «Новое знание» 420043, г. Казань, ул. Зеленая, д. 1

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфическом участке ЗАО «Альфа-Т» 420029, г. Казань, ул. Сибирский тракт, д.34

Введение.

Глава 1. Анализ состояния вопроса.

1.1 Общая характеристика технологических процессов производства и получения полимерных материалов.

1.2. Классификация и эффективность различных методов интенсификации конвективного теплообмена в трубах и каналах.

1.3. Математическое моделирование процессов теплообмена при ламинарных течениях в винтовых каналах.

Глава 2. Существующие теплотехнологические схемы производства высоковязких полимерных растворов и продуктов на их основе.

2.1. Описание традиционной теплотехнологической схемы производства полиметакрилата.

2.2. Анализ эффективности традиционной теплотехнологической схемы производства полиметакрилата.

2.3. Описание традиционной теплотехнологической схемы производства триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов.

2.4. Анализ теплоэнергетической эффективности традиционной теплотехнологической схемы производства триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов.

2.5. Общая характеристика теплотехнологии производств изопрена и синтетического изопренового каучука.

2.6. Существующие гидравлические системы золошлакоудаления действующих ТЭС.

2.7. Обзор основных конструкций и эффективность серийно выпускаемых мазутоподогревателей ТЭС.

Глава 3. Экспериментальное исследование теплообмена и гидродинамики ламинарных течений реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией.

3.1. Задачи экспериментального исследования.

3.2 Описание экспериментальной установки и методики проведения исследований теплообмена и гидродинамики при течении реологически сложных вязких сред в каналах с винтовой симметрией.

3.3. Объекты исследования теплообмена и гидродинамики при течении реологически сложных вязких сред в каналах с винтовой симметрией.

3.4. Методика обработки опытных данных по теплообмену и гидродинамике реологически сложных вязких сред в каналах с винтовой симметрией.

3.5. Результаты экспериментальных исследований по интенсификации конвективного теплообмена в реологически сложных вязких средах.

3.6. Описание экспериментальной установки и методики проведения исследований по гидродинамике реологически сложных дисперсных сред в винтовых каналах.

3.7. Результаты экспериментальных исследований по гидродинамике движения реологически сложных дисперсных материалов в винтовых каналах.

3.8. Метрологическое обеспечение эксперимента.

Глава 4. Общая классическая постановка задачи теплообмена при нестационарных ламинарных течениях реологически сложной жидкости в каналах, обладающих винтовой симметрией.

4.1 Основные допущения, реологическая модель, начальные и краевые условия.

4.2. Построение и выбор винтовой системы координат.

4.3. Общая постановка задачи.

4.4. Основные допущения и краевые условия задачи о движении дисперсного материала в винтовом конвейере с и - образным кожухом.

4.5. Об эквивалентности классического и обобщённого решений поставленной задачи в условиях прилипания жидкости на стенках канала.

4.6. Об эквивалентности классического и обобщённого решений поставленной задачи в условиях скольжения жидкости на стенках канала.

4.7 Баланс механической энергии и анализ возникающих эффектов.

Глава 5. Методика и результаты численного решения нестационарных задач гидродинамики и теплообмена при ламинарных течениях реологически сложной жидкости в каналах с винтовой симметрией

5.1. Общий алгоритм решения поставленной задачи

5.2. Метод Фаэдо-Галеркина решения гидродинамической части задачи.

5.3. Метод Фаэдо-Галеркина решения уравнения переноса энергии.

5.4. Метод решения нелинейной системы Фаэдо-Галёркина.

5.5. Результаты численных расчетов для каналов со шнековой винтовой вставкой.

Глава 6. Частные случаи математической модели теплообмена при течении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией

6.1. Постановка задачи и результаты расчётов стационарного теплообмена при течении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией

6.2.Постановка задачи и результаты расчётов стационарного теплообмена при течении реологически сложных сред в призматических каналах

6.3. Постановка задачи и результаты расчетов гидродинамических задач движения дисперсных материалов в винтовых каналах (конвейерах).

Глава 7. Новые теплотехнологические схемы и процессы для производства реологически сложных сред и материалов.

7.1 Энергосберегающая непрерывная теплотехнологическая схема производства триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов.

7.2. Организация замкнутых утилизационных систем в производстве СКИ-3 на базе интенсифицированного теплообменного оборудования.

7.3. Энергосберегающая непрерывная теплотехнологическая схема производства полиметакрилата.

7.4. Разработка механогидравлических систем золошлакоудаления ТЭС на базе винтовых конвейеров.

7.5. Результаты исследований и рекомендации по модернизации гладкотрубных подогревателей мазута серии ПМ.

В современных условиях основные пути развития современных отраслей промышленности определяются современными требованиями к ресурсо- и энергосбережению.

Существенной экономии материальных и, прежде всего, энергетических ресурсов на промышленных предприятиях можно добиться несколькими подходами, а именно разработкой и применением энергосберегающих теплотехнологических схем, использованием интенсификации технологических процессов и аппаратов, повышение их эффективности и единичной мощности. Все это в полной мере относится как к технологическим схемам, так и к теплообменному оборудованию, как одному из наиболее распространенных видов технологического оборудования.

Необходимо отметить, что на большинстве предприятий нефтехимической отрасли, а также на энергогенерирующих предприятиях топливно-энергетического комплекса теплотехнологические схемы состоят из большого количества аппаратов и занимают большие площади. Это объясняется тем, что непрерывный выход производимой продукции обеспечивается несколькими параллельно работающими технологическими цепочками, состоящими из значительного количества периодически работающего оборудования. Кроме того, эти теплотехнологические схемы объединяет использование в качестве рабочих сред реологически сложных, или, по крайней мере, высоковязких жидкостей или дисперсных материалов, характеризуемых высоким значением эффективной вязкости. Подобные реологические особенности ведут к значительному усложнению анализа работы и расчёта оборудования, и, как следствие, к завышению его размеров, затрат энергии на эксплуатацию и. т.п.

Все эти особенности ведут к. недостаточной автоматизации технологических процессов, плохой экологической обстановке и всем, вытекающим из этого последствиям.

В тех отраслях современного производства, где рабочие среды имеют большую вязкость, создание подобной аппаратуры является наиболее актуальной проблемой, т.к. процессы теплообмена в таких средах, движущихся с небольшими скоростями, характеризуются весьма малыми коэффициентами теплоотдачи и невысокой эффективностью.

Из совокупности методов интенсификации тепломассообмена, ведущих к созданию высокоэффективного оборудования, можно выделить, основываясь на результатах экспериментальных исследований, в качестве наиболее перспективного следующий - применение винтового оребрения и винтовой дискретной шероховатости. Использование которых, как показывает практика, ведёт либо к значительному уменьшению габаритных размеров и металлоёмкости теплообменного оборудования при сохранении его гидродинамической и тепловой производительности, либо к увеличению тепловой производительности существующих аппаратов при сохранении или даже уменьшении требуемых энергозатрат.

Таким образом, для интенсификации процессов конвективного переноса, и в частности, теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных жидкостей, наиболее целесообразно применять винтовые интенсификаторы типа винтового оребрения в коаксиальном канале, ленточных винтовых вставок, винтовых проволочных вставок и винтовых накаток.

При этом, в результате проведения соответствующих теоретических исследований и расчётов, возможно создание высокоэффективных теплотехнологических схем, использующих интенсифицированные аппараты непрерывного действия, что даёт возможность осуществления полной автоматизации технологического процесса и ведёт к созданию энергосберегающих и экологически благополучных теплотехнологических схем.

Это требует, в свою очередь, создание методов расчёта сложных нестационарных теплогидродинамических систем, отличающихся своим неньютоновским вязко-упругим поведением в процессе переработки, что позволит проектировать, а затем и создавать на практике, теплотехнологические схемы различных производств и оборудование с научно-обоснованными характеристиками и режимами эксплуатации, экономить значительные материальные и энергетические ресурсы.

Работа выполнялась в рамках тематического плана научно-исследовательских работ, проводимых по заданию Министерства образования РФ (per. № 1.2.02), подпрограммы «Топливо и энергетика» программы «Научные исследования Высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (per. №01.01.053), а также в рамках гранта Президента РФ по поддержке ведущих научных школ (№1866.2003.8).

Целыо работы является проведение теоретических, экспериментальных и прикладных исследований по разработке высокоэффективных теплотехнологических схем и оборудования для крупнотоннажных производств реологически сложных дисперсных материалов и высоковязких полимерных растворов.

В качестве объектовисследования рассматриваются теплотехнологические системы крупнотоннажных производств полиметакрилата, сухого плёночного фоторезиста, синтетического изопренового каучука СКИ-3, системы и аппараты хранения и подготовки жидкого органического топлива и удаления золошлаковых материалов на ТЭС.

Задачами исследований являлись:

1. системный анализ теплотехнологических схем крупнотоннажных производств реолгически сложных высоковязких материалов и полимерных растворов;

2. рационализация энергопотребления теплотехнологических схем производства высоковязких полимерных растворов и продуктов на их основе на базе систем энерготехнологического комбинирования.

3. разработка высокоэффективных теплотехнологических схем по производству высоковязких полимерных растворов методами энерготехнологического комбинирования;

4. разработка высокоэффективных теплотехнологических схем и оборудования для систем хранения и подготовки жидкого органического топлива и удаления золошлаковых материалов;

5. разработка и исследование комплекса математических моделей нестационарных процессов теплообмена при неизотермических течениях реологически сложных сред в каналах, обладающих винтовой симметрией;

6. проведение экспериментальных исследований по изучению процессов интенсификации теплообмена при ламинарном течении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией.

7. создание высокоэффективного теплообменного оборудования для вязких сред за счёт интенсификации конвективного теплообмена.

Научная новизна состоит в следующем:

1) разработана методология создания рациональных теплотехнологических и теплоэнергетических систем промышленных предприятий с конкретным алгоритмом поиска высокоэффективных решений по энергосбережению;

2) впервые проведен комплексный анализ теплотехнологических схем крупнотоннажных производств реологически сложных высоковязких материалов и полимерных растворов и продуктов на их основе;

3) разработаны и обоснованы новые тепловые схемы теплотехнологических систем с высокими энергосберегающими показателями;

4) получены новые экспериментальные данные, имеющие как российский так и мировой уровень, по исследованию эффектов интенсификации конвективного теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных вязких сред, создавшие предпосылки для возможности теоретического описания процессов теплообмена и гидродинамики при движении реологически сложных вязких жидкостей в каналах с винтовой симметрией;

5) разработан в галеркинской постановке комплекс математических моделей, описывающих нестационарный теплообмен при ламинарных течениях реологически сложных сред в каналах, обладающих винтовой симметрией;

6) представлен общий вид координатной системы, в которой винтовой сдвиг адекватно соответствует изменению единственной независимой переменной, доказана невозможность построения ортогональной винтовой системы координат и получены наиболее удобные для описания процесса теплообмена и получения численного решения поставленной задачи виды винтовых систем координат, а также их основные характеристики;

7) разработан алгоритм и метод численной реализации задачи нестационарной гидродинамики и теплообмена в приближении Галеркина;

8) показана возможность применения разработанных математических моделей для, решения частных случаев процессов течения и теплообмена в винтовых каналах, таких как, стационарный теплообмен при движении реологически сложной жидкости в каналах, обладающих винтовой симметрией, стационарный теплообмен при движении дисперсных (сыпучих) материалов, стационарный теплообмен при движении реологически сложной жидкости в призматических каналах;

9) проведен анализ механизма и показаны причины возникновения эффектов интенсификации теплообмена при ламинарном течении реологически сложной жидкости в каналах, обладающих винтовой симметрией;

10) получены результаты численных исследований влияния тепловых, гидродинамических, реологических и геометрических характеристик на процессы гидродинамики и теплообмена в каналах с винтовыми интенсификаторами;

Практическая ценность работы заключается в возможности применения разработанной методологии, результатов теоретических и экспериментальных исследований для решения практических задач по созданию рациональных теплотехнологических систем различных производств высоковязких полимерных растворов и систем энергоснабжения на промышленных предприятиях.

Разработанные теплофизические принципы интенсификации тепломассопереноса в технологических процессах могут быть широко использованы в различных отраслях промышленности при разработке методов снижения себестоимости продукции.

Полученные теоретические и экспериментальные расчетные соотношения используются при разработке высокоэффективного теплообменного оборудования.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивается использованием методов системных исследований в теплоэнергетике и химической технологии, фундаментальных законов технической термодинамики, гидродинамики и теплообмена, применением апробированных методик расчета тепло- и массобменного и технологического оборудования нефтехимических производств и энергогенерирующих предприятий. Проведен анализ адекватности результатов теоретических и экспериментальных исследований, на основе которого была выявлена хорошая сходимость результатов.

Апробация работы. Основные положения работы и отдельные результаты диссертации представлены на 2 международных, 7 всероссийских, 3 республиканских симпозиумах и конференциях:

Республиканская научно-практическая конференция «Молодые учёные Татарии-производству» (Казань, 1984, 1986), VII Всесоюзная конференция по тепломассообмену(Минск, 1984), Научно-практическая конференция «Технология получения и методы исследования модифицированных полимерных материалов» (Устинов, 1985), Республиканская научно-практическая конференция «Экономия сырьевых, материальных и топливно-энергетических ресурсов в химической и нефтехимической промышленности» (Казань, 1986), Научно-практическая конференция «Реология и оптимизация процессов переработки полимерных материалов» (Устинов, 1986), 22nd Midwestern Mechanics Conference (Rolla, 1991), Международная конференция «Проблемы промышленной теплотехники» (Минск,

1997), И-ая Российская национальная конференция по теплообмену (Москва,

1998). Российский национальный симпозиум по энергетике (Казань, 2001); Всероссийская школа-семинар молодых учёных и специалистов «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, 2002).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 40 печатных работах, в том числе 27 — статьи в центральных и академических журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов и рекомендаций общим объемом 409 страниц, в том числе 321 страниц текста, 156 рисунков и 50 таблиц. Список использованной литературы содержит 251 наименование.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе анализа энергоиспользования на предприятиях химической и нефтехимической промышленности, предприятий энергетической отрасли установлены основные термодинамические, теплотехнологические и режимно-эксплутационные факторы, вызывающие низкий уровень энергетической эффективности те плотехнологических схем конкретных производств (полиметакрилата, триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, синтетического изопренового каучука (СКИ-3) и систем жизнеобеспечения тепловых электрических станций (систем хранения и подготовки жидкого органического топлива, систем внутрицехового золошлакоудаления), выявлены источники потерь энергии в технологических процессах.

2. Впервые разработана общая методология и конкретный алгоритм создания и разработки взаимосвязанных теплотехнологических и теплоэнергетических систем промышленных предприятий химической и нефтехимической промышленности, энергетических предприятий на основе применения методов энерготехнологического комбинирования к созданию новых непрерывных теплотехнологических схем, интенсификации тепловых процессов, создания энергоматериалосберегающего оборудования нового поколения.

3. Впервые проведен комплекс экспериментальных исследований теплообмена и гидродинамики при неизотермическом движении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией. Анализ полученных результатов позволил выявить и оценить возникающие эффекты интенсификации конвективного теплообмена для вязко-упругих, нелинейно-вязких и вязких сред. Проведен комплекс экспериментальных исследований по движению реологически сложных дисперсных сыпучих материалов в винтовых каналах. Результаты экспериментальных исследований впервые обобщены с помощью разработанного гидродинамического подхода к описанию движений и перемещений реологически сложных дисперсных сыпучих материалов.

4. Впервые разработан в галеркинской постановке комплекс математических моделей для описания нестационарных процессов теплообмена и гидродинамики при ламинарных течениях реологически сложных жидкостей в каналах с винтовой симметрией.

5. Впервые получен общий вид координатной системы, в которой винтовой сдвиг адекватно соответствует изменению единственной переменной винтовой системы координат, впервые получены наиболее удобные для описания процессов гидродинамики и теплообмена виды винтовых координат и их основные характеристики, позволяющие сводить классы задач от трехмерной к двумерной постановке.

6. Впервые разработан комплекс математических моделей в гидродинамической постановке для описания процессов транспортирования и перемещения дисперсных сыпучих материалов винтовыми конвейерами закрытого типа и с и -ообразными кожухами.

7. Разработан алгоритм и метод численной реализации нестационарных задач гидродинамики и теплообмена в каналах с винтовой симметрией на базе методов Фаэдо-Галеркина.

8. Впервые проведен анализ нестационарных уравнений движения для реологически сложных сред почленным выделением и представлением всех видов энергий и сил, действующих в ламинарных сложных пространственных потоках реологически сложных жидкостей. Показаны механизмы и причины возникновения эффектов превышения прироста коэффициентов теплоотдачи над ростом гидравлических потерь при интенсификации конвективного теплообмена в реологически сложных средах.

9. Рассмотрены на постановочном уровне и численно реализованы частные случаи в стационарных постановках, в том числе тепломассообмен в трубчатых реакторах гомофазной полимеризации полиметакрилата, получение пленкообразующего высококонцентрированного раствора триацетатцеллюлозы в канале экструдера, интенсификации теплообмена в трубчатых теплообменных аппаратах и т.п.

10. Проведен комплекс численных исследований нестационарных и стационарных задач гидродинамики и теплообмена при ламинарных течениях реологически сложных сред в каналах с винтовыми интенсификаторами теплообмена.

11. Разработана новая энергоэффективная непрерывная теплотехнологическая схема производства триацетатцеллюлозной основы кинофотоматериалов, использование которой позволит достичь следующих результатов:

- существенное увеличение производительности - до 30 раз;

- существенная экономия используемых материалов за счет увеличения начальной концентрации пленкообразующего раствора до 40% масс, по сухому веществу против 12% масс, в традиционной схеме;

- уменьшение энергозатрат на регенерацию растворителей составит 428,3 МДж тепла и 1446 МДж холода на 1000 м выпускаемой продукции;

- экономия теплоты за счет исключения парового калорифера из теплотехнологической схемы составит 8,4 МДж на 1000 м выпускаемой продукции.

12. Разработана новая энергоэффективная непрерывная теплотехнологическая схема производства полиметакрилата. Сравнение эффективности работы традиционной и непрерывной теплотехнологических схем показал следующее:

- переход на непрерывную технологию на базе применения трубчатого реактора позволяет увеличить производительность в 2,66 раза па реакторе "круглая труба" и в 3,14 раза при использовании реактора винтового типа по сравнению с традиционным способом;

- снижение концентрации растворителя по сравнению с традиционной схемой достигает 25-27 раз, что приводит к уменьшению поверхностей теплообмена в аппаратах и значительно упрощает аппаратурное оформление технологической схемы. Экономия энергоресурсов при переходе на непрерывный способ производства полиметакрилата составляет 699,5 МДж тепла и 352,5 МДж холода на 1000 кг продукции; использование в теплотехнологической схеме вторичных энергоресурсов, а именно теплоты паров толуола и воды, выделяющихся в процессе этерификации, позволяет достичь экономии 67,9 МДж на 1000кг выпускаемой продукции.

13. Разработаны механогидравлические схемы раздельного и непрерывного золошлакоудаления на примерах Казанской ТЭЦ-2 и Каширской ГРЭС. Технико-экономический анализ разработанных схем выявил следующее:

- для Казанской ТЭЦ-2 ожидаемая экономия топлива от снижения расхода технической воды составит 7,55 т.у.т/год; ожидаемая экономия топлива от уменьшения расхода электроэнергии составит 770,88 т.у.т/год;

- для Каширской ГРЭС ожидаемая экономия топлива от экономии воды составит 9,54 т.у.т/год; ожидаемая экономия топлива от экономии электроэнергии составит 1177,34 т.у.т/год.

14. Использование интенсифицированных теплообменных аппаратов в теплотехнологических схемах хранения и подготовки жидкого органического топлива позволит достичь значительного экондмического эффекта за счет снижения затрат тепловой и электрической энергии. Технико-экономический анализ эффективности применения данных теплообменников на примере теплотехнологической схемы типового мазутного хозяйства ГРЭС мощностью 2400 МВт показал, что экономия электроэнергии на прокачку мазута через подогреватели с профильно-винтовыми трубами по сравнению с серийными составляет 39 %, что для мазутного хозяйства Заинской ГРЭС составит годовую экономию 1434,4 т.у.т.

1. Кириллин В.А. и др. Техническая термодинамика . В.А. Кириллин, В.В. Сычёв, А.Е. Шейндлин. М: Энергия. 1974. 447 с.

2. Ключников А.Д. Энергетика теплотехнологии и вопросы энергосбережения. М.: Энергоатомиздат. 1986. 128 с.

3. Степанов B.C. Химическая энергия и эксергия веществ. Новосибирск: Наука. 1985. 101 с.

4. Степанов B.C. Химическая энергия и эксергия веществ. Новосибирск: Наука. 1990.163 с.

5. Бродянский В.М. Эксегетический метод термодинамического анализа. М.: Энергия. 1973. 296 с.

6. Бродянский В.М. и др. Эксергетический метод и его приложения. В.М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек. М.: Энергоатомиздат. 1988. 288 с.

7. Гохштейн Д.П. Современные методы термодинамического анализа энергетических установок. М.: Энергия. 1969. 368 с.

8. Шаргут Я., Петела Р. Эксергия. М.: Энергия. 1968. 280 с.

9. Андрющенко А.И. Эксергия и максимальная работа // сб. научн.-метод. ст. по теплотехн. / Гос.ком.СССР по нар. Образ. 1991. №5. С. 32-38.

10. Коновалова JI.C. Об изложении эксергетического метода термодинамического анализа в курсе «Техническая термодинамика» // Сб. науч. метод. Ст. по теплотехн. / Гос.ком. СССР по нар.образ. 1991. №7. С. 32-40.

11. Евенко В.И. Эксергетический анализ термодинамических процессов // Изв.вузов. Сер. Энергетика. 1989. №8. С.96-100.

12. Никулынин В.Р., Никулыпина Д.Г. Термодинамический анализ систем энеготехнологии на эксерго-топологических моделях // Холод.техн. и технол. Киев. 1988. №47. С.45-52.

13. Литовский Е.И., Варварский B.C., Островский А.П., Брусковский Б.Е. ОБ оценке эффективности энергетических объектов // Промышленная энергетика. 1984. №1. С.17-21.

14. Курносов А.Т., Турбин B.C. Эксергетический метод расчёта топливной себестоимости теплоты утилизационных установок // Теплообмен в энерг. установках и повыш. эффектив. их работы / Воронеж. Политехи. Ин-т. Воронеж. 1991. С. 119-126.

15. Пустовалов Ю.В. Удельные расходы топлива на теплосбережение предприятий от различных источников с позиций эксергетического анализа // Химическая промышленность. 1987. №8. С.460-461.

16. Андрющенко А.И. К вопросу о термодинамических основах теплофикации // Тр. Одесского гидротехнич. ин-та. 1953. №4. С. 16-21.

17. Андрющенко А.И., Аминов Р.З. Оптимизация режимов работы и параметров тепловых электростанций. М.: Высш. Школа. 1983. 225 с.

18. Селезнев Ю.В., Зубков А.П. Оценка термодинамической эффективности циклов многоступенчатых судовых энергетических установок // Теплоэнерг. и хладотехн. Николаев. 1989. С. 12-21.

19. Докунин И.Я. Термодинамический анализ и оптимизация электростанций, использующих разность температур морской воды для получения электроэнергии // Теплоэнергетика. 1992. №10. С. 68-75.

20. Андрющенко А.И. Методика термодинамического анализа циклов мини ТЭЦ с поршневыми двигателями // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1992. №11-12. С. 64-71.

21. Андрющенко А.И., Ларин Е.А. Эксергетическая оценка совершенства комбинированных ядерных энергоустановок // Изв. вузов. Сер. Энергетика, 1992. №9-10. С. 58-64.

22. Григоров В.Г. и др. Утилизация низкопотенциальных тепловых энергоресурсов на химических предприятиях / В.Г. Григоров, В.К. Нейман, С.Д. Чураков, Л.Г. Семенюк, Г.А. Пресич. М.: Химия. 1987. 240 с.

23. Костенко Г.Н., Явор У.А. Оценка термодинамической эффективности парожидкостных подогревателей // Теоретич. Основы хим. Технологии. 1971. Т.5. №6. С.918-919.

24. Андреев Л.П., Костенко Г.Н. Эксергетические характеристики эффективности теплообменных аппаратов // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1965. №3. С.53-60.

25. Степанов B.C. Анализ энергетического совершенства процессов в черной металлургии и пути его повышения // Промышленная энергетика. 1979. №2. С.9-12.

26. Степанов B.C., Степанова Т.Б. Анализ энергоиспользования в медном производстве // Цветные металлы. 1978. №4. С. 79-83.

27. Степанов B.C. Анализ энергетического совершенства технологических процессов. Новосибирск: Наука. 1984. 273 с.

28. Симонов В.Ф. Повышение эффективности энергоиспользования в нефтехимических производствах. М.: Химия. 1985. 240 с.

29. Сажин Б.С. Булеков А.П. Эксергетический метод в химической технологии. М.: Химия. 1992. 208 с.

30. Ветохин В.Н. Инютин С.П. Разработка системы термодинамического анализа химико-технологических систем // Теоретич. Основы хим. Технологии. 1991. Т.25. №2. С. 310-316.

31. Миносьянц C.B., Смирнов В.А. Эксергетический анализ стационарных химико-технологических систем (на примере процесса конверсии метана) // Сб. научн. метод. Ст. по теплотехн. / Гос. Ком СССР по нар. Образ. 1991. №7. С.40-48.

32. Андреева H.A., Семёнова Т.А., Лейтес И.Л. Эксергетическая оптимизация процесса двухступенчатой конверсии оксида углерода в современных агрегатах производства аммиака // Химическая промышленность. 1987. №8. С. 457-459.

33. Малахов В.М., Сенчин Н.В. Эксергетический анализ производства серной кислоты мощностью 45 кТ/год Контактным методом из комовой серы // Энергосбережение в хим. Производствах. Новосибирск. 1986. С.29-39.

34. Левшаков A.M., Куындина К.Н. К определению потерь эксергии в потоках газовзвеси // Сб. научн. метод. Ст. по теплотехн. / Гос. ком. СССР по нар. Образ. 1991. №5. С.47-51.

35. Британ И.М., Лейтес И.Л. Эксергетический анализ технологических схем мембранного разделения газовых смесей // Химическая промышленность. 1987. №8. С. 462-466.

36. Сорин М.В., Синявский Ю.В., Бродянский В.М. Термодинамические принципы и алгоритм структурно-вариантной оптимизации энерготехнологических систем // Химическая промышленность. 1983. №8. С. 47.

37. Сорин М.В., Бродянский В.М., Лейтес И.Л. Выбор оптимальной структуры теплообменных систем химических производств // Химическая промышленность. 1987. №8. С.466-471.

38. Калинина Е.И. Основные положения обобщённой методики оценки технико-экономических показателей многоцелевых установок // Химическая промышленность. 1987. №8. С. 453-457.

39. Сорин М.В., Бродянский В.М. Методика однозначного определения эксергетического КПД технических систем преобразования энергии и вещества // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1985. №3. С.78-88.

40. Бродянский В.М., Калинин Н.В. Эксергия потока вещества при изменении параметров окружающей среды // ИФЖ. 1966. Т. 10. №5. С.596-599.

41. Бродянский В.М., Сорин М.В. О моделях окружающей среды для расчёта химической эксергии // Теоретич. основы хим. технологии. 1984. Т. 18. №6. С. 816-824.

42. Сорин М.В., Бродянский В.М. Расчёт химической эксергии на основе модели локальной окружающей среды // Теоретич. основы хим. технологии. 1985. Т.19.№1. С. 91-99.

43. Озолинг И.Х., Степанов B.C., Тажбеков Н.И. Опыт составления энергетических балансов энергоёмких предприятий металлургической ихимической промышленности // Проблемы теплоэнергетики и прикладной теплофизики. Алма-Ата: Наука. 1970. №6. С. 78-88.

44. Озолинг И.Х., Степанов B.C. Упрощённая методика расчёта химической энергии и эксергии веществ // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1979. №10. С. 60-64.

45. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение. 1990.

46. Коваленко JI.M., Глушков А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М.: Энергоатомиздат. 1986.

47. Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. JL: Энергия. 1980.

48. Мигай В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. Л.: Энергоатомиздат. 1987.

49. Антуфьев В.М. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. М. Энергия. 1966.

50. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение. 1970.

51. Назмеев Ю.Г. Теплообмен при ламинарном течении жидкости в дискретно-шероховатых каналах. М.: Энергоатомиздат. 1998.

52. Назмеев Ю.Г. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков реологически сложных сред. М.: Энергоатомиздат. 1996.

53. Дрейцер Г.А. Проблемы создания компактных трубчатых теплообменных аппаратов //Теплоэнергетика. №3. 1995. С. 11-18.

54. Кирпиков В.А., Мусави Найниян С.М. Количественная оценка эффективности различных методов интенсификации конвективного теплообмена // Химическое и нефтяное машиностроение. №10. 1994. С. 11-14.

55. Кирпиков В.А. О классификации современных методов интенсификации конвективного теплообмена при вынужденном движении (безфазовых переходов) // Теоретические основы химической технологии. Т.25. №1. 1991. С.139-142.

56. Bergles А.Е. The Encouragement and accommodation of High Heat Fluxes // Proc 2-nd European Thermal-Sciences and 14-th UIT National Heat Transfer Conférence. Rome. 1996. Vol.l p. 3-11.

57. Берглес А.Е. Интенсификация теплообмена. Теплообмен. Достижения. Проблемы. Перпективы // Избранные труды 6-й Международной конференции по теплообмену: Пер. с англ. М. Мир. 1981. С.145-192.

58. Гухман А.А. Интенсификация конвективного теплообмена и проблема сравнительной оценки теплообменных поверхностей //Теплоэнергетика. 1977. №7. С.5-8.

59. Назмеев Ю.Г. Теплообменные аппараты ТЭС. Учеб. Пособие для ВУЗов. М.: Изд-во МЭИ. 1998.

60. Калафати Д.Д., Попалов В.В. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. М.: Энергоатомиздат. 1986.

61. Назмеев Ю.Г. Мазутные хозяйства электростанций. М.: Изд-во МЭИ.2002.

62. Назмеев Ю.Г., Халитова Г.Р. Теплообмен при неизотермическом течении неньютоновской со структурной вязкостью жидкости в цилиндрических каналах произвольного поперечного сечения. Гр. Усл. II рода //ИФЖ. 1983. Т.44. №4. С.681.

63. Литвинов В.Г. Движение нелинейно-вязкой жидкости. М.: Наука.1982.

64. Назмеев Ю.Г., Халитова Г.Р., Вачагина Е.К. О двух методах расчёта профиля скоростей неньютоновских жидкостей в цилиндрических каналах произвольного поперечного сечения // ИФЖ. 1985. №1. С.65-72.

65. Кочубей А.А. Алгоритм метода конечных элементов решения трёхмерных задач гидродинамики в каналах сложного сечения // ИФЖ. 1985. Т.57. №3. С.506-511.

66. Карякин В.Е., Карякин Ю.Е., Нестеров А.Я. Расчёт ламинарных течений вязкой жидкости в произвольных осесимметричных каналах // ИФЖ. 1990. Т.58. №1. С.42-43.

67. Назмеев Ю.Г., Мумладзе А.И. Теплообмен при неизотермическом течении структурно-вязкой жидкости в трубе с ленточными закручивателями потока. Гр. усл. I рода. // ИФЖ. 1984. Т.46. №5. С.862.

68. Конахина И.А. Гидродинамика и теплообмен при течении нелинейно-вязко-упругой жидкости в трубах с винтовой накаткой. // Дис. канд. наук, Казань. 1993.

69. Будилкин В.В. Повышение эффективности ТЭС за счёт интенсификации теплообмена в мазутоподогревателях // Дис. канд. наук. Москва. 1998.

70. Темам Р. Уравнения Навье-Стокса. М.: Наука. 1981.

71. Андерсен Д., Таннохил Дж., Питчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. М.: Мир. 1990. Т.2.

72. Пак В.В. Приближённые методы расчёта медленных течений вязкой несжимаемой жидкости // Вопросы вычисл. и прикл. матем. 1988. №85. С. 1122.

73. Боярченко В.И. Макрокинетическая теория экструзии полимерных и полимеризующихся материалов. Докт. диссерт. Черноголовка. 1982.

74. Бостанжиян С.А., Боярченко В.И., Каргополова Г.М. Неизотермическая экструзия аномально-вязких жидкостей в условиях сложного сдвига//ИФЖ. 1971. 21. К2. С. 325-333.

75. Первадчук В.П., Зеленкин В.А. Течение неньютоновской жидкости, проскальзывающей у стенки, в канале шнекового экструдера. Сб. научных трудов Пермского политехнического института. 1975. №170. С.35-42.

76. Лановко М.Я. Численное моделирование пространственных течений вязкой несжимаемой жидкости в каналах с уступом // Теплофизика высоких температур. Т.27. №6. 1989. С. 1126-1131.

77. Рыков B.B. Численное моделирование пространственных течений несжимаемой вязкой жидкости. М.: ВЦАНСССР. 1982.

78. ПАсконов В.М., Полежаев В.И., Чудов JI.A. Численное моделирование процессов тепломассопереноса. М.: Наука. 1984. 288 с.

79. Игуменцев Т.И., Назмеев Ю.Г. Интенсификация конвективного теплообмена спиральными закручивателями при течении в трубах аномально-вязких жидкостей // ИФЖ. 1978. Т.35. №2. С.205-210.

80. Шерышев М.А., Ким B.C. Переработка листов и полимерных материалов. Химия. 1984. 216 с.

81. Торнер Р.В. Теоретические основы переработки полимеров. М, Химия. 1977. 426 с.

82. Бернхарт Э. Переработка термопластичных материалов. М. ГНИТИ, 1962. 748 с.

83. Первадчук В.П., Янков В.И. Неизотермическое течение аномально-вязких жидкостей в каналах шнековых машин // ИФЖ. 1978. 35. №5. С.877-883.

84. Первадчук В.П., Янков В.И., Боярченко В.И. Двухмерное течение неныотоновской жидкости в канале шнековой машины с учётом пристенного скольжения//ИФЖ. 1981. 41. №1. С.94-98.

85. Первадчук В.П., Янков В.И. Неизотермическое течение аномально-вязкой жидкости в канале шнековой машины с учётом пристенного скольжения //ИФЖ. 43. №3. С.501-502.

86. Первадчук В.П. Процессы движения, теплообмена и фазовых превращений неньютоновских материалов в шнековых аппаратах. Докт. диссертация. Казань. 1985.

87. Вачагина Е.К., Гайнутдинов P.C., Назмеев Ю.Г. Течение неныотоновской жидкости в винтовых каналах с постоянным шагом закрутки // ИФЖ. 1986.

88. Назмеев Ю.Г., Зобин Н.М., Вачагина Е.К. О существовании стационарного установившегося течения нелинейно-вязкой жидкости ввинтовом канале.1 безинерционное приближение //ИФЖ. 1989. Т.50. №3. С.506-511.

89. Данилов Ю.И., Дзюбенко Б.В., Дрейцер Г.А., Ашмантс Л.-В.А. Теплообмен и гидродинамика в каналах сложной формы. М.: Машиностроение. 1986.

90. Дрейцер Г.А. Компактные теплообменные аппараты. Учебное пособие. М.: МАИ, 1986.

91. Хун.Д., Берглес А.Е. Интенсификация теплоотдачи к ламинарному потоку в трубе с помощью скрученных ленточных вставок // Теплопередача. 1976. №3. С. 128-130.

92. Будилкин В.В., Колин С.А., Назмеев Ю.Г. Методика уточнённого теплогидравлического расчёта подогревателей мазута с применением методов интенсификации теплообмена // Изв. вузов. Проблемы энергетики №11-12, 2002.

93. Будилкин В.В., Колин С.А. Результаты исследований и рекомендации по модернизации гладкотрубных подогревателей мазута серии ПМ // Изв. вузов. Проблемы энергетики. №1-2. 2003.

94. Будилкин В.В. О возможности замены подогревателей мазута типа ПМ теплообменными аппаратами серии TT ПМ // Изв. вузов. Проблемы энергетики. №1-2. 2003.

95. Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов. Л.: Недра. 1989.

96. Верховский Н.И., Красносёлов Г.К., Машилов Е.В., Цирульников Л.М. Сжигание высокосернистого мазута на электростанциях. М.: Энергия. 1970.

97. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копи И.З. и др. Эффективные поверхности теплообмена М.: Энергоиздат. 1998.232 с.

98. Астарита Дж., Маруччи Дж. Основы гидромеханики неныотоновских жидкостей. Пер. с англ. М.: Мир. 1978.

99. Корн Г., Корн Т., Справочник по математике. М.: Наука. 1968.

100. Завьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко B.JL Методы сплайн-функций. М.: Наука. 1980.

101. Гортышев Ю.Ф., Олимпиев В.В. Теплообменные аппараты с интенсифицированным теплообменом. Казань. Изд-во КГТУ (КАИ). 1999.

102. Шинкевич Т.О. Повышение эффективности теплотехнологических схем мазутных хозяйств районных котельных. Автореф. на соиск. зв. к.т.н. Казань. КГЭУ. 2001.

103. Дзюбенко Б.В., Дрейцер Г.А., Якименко Р.И. Интенсификация теплообмена в каналах с искусственной турбулизацией потока // Труды Первой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ, 1994. T.VIII. С.64-69.

104. Уттарвар C.B., Раджа Pao M. Интенсификация теплообмена при ламинарном течении в трубах с помощью проволочных спиральных вставок // Теплопередача. 1985. №4. С.160-164.

105. Шинкевич Т.О., Назмеев Ю.Г. Теплообмен при ламинарном течении вязкой ньютоновской жидкости в канале с аксиально-лопаточными закручивателем//Теплоэнергетика. 1998. №6. С. 68-70.

106. Liu Xiao-hua, Li Song-ping, Shen Zi-qui, Qi Sheng-jie. Shiyou huagong gaodeng xuexiao // J. Petrochem. 2001. 14. №3. P.57-59. 73.

107. Ray S., Date A.W. Laminar flow and heat transfer through square duct twisted tape insert. // (Department of Mecanical Engineering. Jadavpur University. Calcutta. India). Int. J. Heat and Fluid Flow. 2001. 22. №4. P. 460-472.

108. Коноплёв A.A., Берлин Ал. Ал., Алексанян Г. Г., Рытов Б.Л. Интенсификация конвективного теплообмена // Теор. Основы хим. технологии. 2002. 36. №2. С.220-222.

109. Kiwan S., Al-Nimr M.A. Using porous fins for heat transfer enchantmemt // 5 International Mecanical Engineering Congress and Exibition "Heat transfer photo gallery". Orlando. Fla. 2000. Transe. ASME. J. Heat Transfer. 2001.123 .№4. P.790-795.

110. Олимпиев B.B., Якимов Н.Д. Расчёт теплообмена и трения в канавках, поперечных к турбулентному потоку. // Теплоэнергетика. 2002. №3. С.28-32.

111. Шанин Ю.И., Шанин О.И. Теплообмен и гидравлическое сопротивление в системах охлаждения с закруткой потока. // Тепломассообмен ММФ-2000: 4-й Междунар. форум. Минск. 2000. Т.1. Конвективный тепломассообмен. Минск. ИТМО НАНБ. 2000. С.341-348.

112. Сапожников С.З., Митяков В.Ю., Митяков В.А. Локальный теплообмен при вынужденной конвекции в сферической лунке. // Тепломассообмен ММФ-2000: 4-й Междунар. форум. Минск. 2000. Т.1. Конвективный тепломассообмен. Минск. ИТМО НАНБ. 2000. С.479-482.

113. Шанин Ю.И., Шанин О.И. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление систем охлаждения с пружинными вставками // Тепломассообмен ММФ-2000: 4-й Междунар. форум. Минск. 2000. Т. 1. Конвективный тепломассообмен. Минск. ИТМО НАНБ. 2000. С.337-340.

114. Moukalled F., Doughan A., Acharya S. Mixed convection heat fransfer in concave and convex channels. J. Thermophys. and Heat Transfer. 1999. 13. №4. P.508-516.

115. Сиделев Д.В., Якасова С.Ю. К вопросу повышения эффективности конвективного теплообмена // Донецк, гос. техн. ун-т. Донецк. 2001.

116. Lin Pel-sen, Zhang Zheng-guo, Wang Shi-ping, Usa Hisao Shibuya. Huanan ligong daxue xuebao. Ziran kexue ban. J. S. China. Univ. Technol. Natur. Sci. 2000. №7. P.74-77.

117. Patil A.G. Laminar flow heat transfer and pressure drop characteristics of power-law fluids inside tubes with varying width twisted tape insert. // Trans. ASME. J. Heat Transfer. 2000. №1. P. 143-149.

118. Сергеев C.M. Экспериментальное исследование и разработка методов повышения тепловой эффективности пучков гладких труб при установке внешних турбулизаторов. // Автореф. на соиск. уч. степ, к.т.н. Моск. гос. откр. ун-т. Москва. 2000.

119. Анисин А.А. Интенсификация теплообмена в каналах сложной формы поперечно обтекаемых трубчатых и пластинчатых поверхностей. // Автореф. на соиск. уч. степ, к.т.н. С.-Петербург, гос. техн. ун-т. Санкт-Петербург. 2000.

120. Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок: Тез. докл. VII всесоюзн. школы-семинара. / Под ред. А.И. Леонтьева А.И. Канев. 1989. 160 с.

121. Афанасьев В.Н., Леонтьев А.И., Чудновский Я.П. Теплообмен и трение на поверхностях, профилированных сферическими углублениями. М. 1990. 118 с.

122. Дзюбенко Б.В., Дрейцер Г.А., Якименко Р.И. Интенсификация теплообмена в каналах с искусственной турбулизацией потока // Труды Первой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ. 1994. Т.VIII. С.64-69.

123. Олимпиев B.B. Эффективность теплообменников и способы её повышения: Учебное пособие. М.: Изд-во МЭИ. 1980. 36 с.

124. Жукаускас A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука. 1982.472 с.

125. Мигай В.К., Мороз А.Г., Зайцев В.А. Методика сравнения интенсифицированных поверхностей теплообмена // Изв. вузов. Сер. Энергетика. 1990. №9. С.101-103.

126. Wu Shuangying, Li Yourong Exergy-economic criteria for evaluating heat exchanger performance // Therm. Sei. 2001. №3. P. 218-222.

127. Deng Xian-he, Zhang Ya-jun, Hua-wei Huanan ligong daxue xuebao. Ziran kexue ban. // J. S. China Univ. Technol. Natur. Sei. Ed. 2002. №3. P.44-45.

128. Lin Pei-sen, Zhang Zheng-guo, Wang Shi ping, Usa Hisao Shibuya. Huanan ligong daxue xuebao. Ziran kexue ban. // J. S. China Univ. Technol. Natur. Sei. 2000. №7. P.74-77.

129. Ермолин B.K. Интенсификация конвективного теплообмена в трубах в условиях закрученного потока с постоянным по длине шагом // ИФЖ. 1960. Т.З. №11. С.52-57.

130. Ковальногов А.Ф., Щукин В.К. Экспериментальное исследование теплоотдачи в трубах при местной закрутке потока шнековыми закручивателями //Теплоэнергетика. 1968. №6. С.81-84.

131. Мигай В.К. Интенсификация конвективного теплообмена в трубах со спиральными шнековыми закручивателями // Теплоэнергетика. 1968. №11. С.31-33.

132. Новожилов И.Ф., Мигай В.К. Интенсификация конвективного теплообмена внутри труб путём применения искусственной шероховатости // Теплоэнергетика. 1964. №9. С.60-63.

133. Рзаев. А.И., Филатов JT.JL, Циклаури Г.В. и др. Влияние геометрии интенсификатора спиральных канавок на конвективную теплоотдачу в трубах //Теплоэнергетика. 1992. №2. С.53-55.

134. Справочник по теплообменникам: Пер. с англ. / Под ред. А.Г. Мартыненко и др. М.: Энегоатомиздат. 1987. 470 с.

135. Плетницкая А.Б. Экспериментальное сопоставление ребристых и гладкотрубных теплообменников "труба в трубе" при работе на жидких нефтяных средах //Химическое машиностроение. 1961. №1. С. 17-22.

136. Пермяков В.А., Левин Е.С., Дивова Г.В. Теплообменники вязких жидкостей, применяемые на электростанциях. Л.: Энергоатомиздат. 1983. 120 с.

137. Милехин А.Н., Даверман Г.И., Соколов Л.К. Характеристика мазутных подогревателей типа "труба в трубе" // Теплоэнергетика. 1979. №12. С.44-48.

138. Кривоногов Б.М. Мазутное хозяйство котельных. Учеб. пособие для студентов специальности 1208 "Теплогазоснабжение и вентиляция" Л.: ЛИСИ. 1975.97 с.

139. АТК24.202.03-90, АТК24.202.04-90. Неразборные теплообменные аппараты "труба в трубе". Каталог. Теплообменные аппараты "труба в трубе" / Сост. В.В. Пугач, В.П. Мишин, Г.А. Марголин и др. М.: ЦИНТИ ХИМНЕФТЕМАШ. 1992.

140. АТК24.202.07-90. Разборные теплообменные аппараты "труба в трубе". Каталог. Теплообменные аппараты "труба в трубе" / Сост. В.В. Пугач, В.П. Мишин, Г.А. Марголин и др. М.: ЦИНТИ ХИМНЕФТЕМАШ. 1992.

141. АТК24.202.05-90. Однопоточные аппараты, АТК24.202.06-90. Многопоточные аппараты. Каталог. Теплообменные аппараты "труба в трубе" /

142. Сост. В.В. Пугач, В.П. Мишин, Г.А. Марголин и др. М.: ЦИНТИ ХИМНЕФТЕМАШ. 1992.

143. Шамсутдинов Э.В. Разработка механогидравлических систем золошлакоудаления ТЭС на базе винтовых конвейеров. Автореф. на соиск. уч. степ, к.т.н. Каз. гос. энерг. ун-т. Казань. 2001.

144. Игуменцев Т.И., Назмеев Ю.Г. Интенсификация конвективного теплообмена спиральными закручивателями при течении в трубах аномально-вязких жидкостей // ИФЖ. 1978. Т.35. №2. С.205-210.

145. Howard M. Ни and Daniel D. Joseph. Numerical simulation of viscoelastic flow past a cylinder, J. ofNon-newtonian Fluid mechanics. 37. 1990. P. 347-377.

146. Howard M. Ни and Daniel D. Joseph. Comparison of two numerical method for the solution J. ofNon-newtonian Fluid mechanics. 37. 1990. P. 347-377.

147. F.J. Hamady, J.R. Lloyd, K.T. Yang, and H.Q. Yang. A Study of Natural Convection in a Rotating Enclousure, ASME Journal of Heat Transfer. 116(1). P. 136-143. 1994.

148. Назмеев Ю.Г., Шагеев М.Ф., Будилкин B.B. Тепловой и термодинамический анализ эффективности резервного мазутного хозяйства ТЭС с трубопроводным снабжением мазутом // Изв. вузов. Проблемы энергетики. № 5-6. 2001. С.8-18.

149. РТМ 108.030.115-77. Вспомогательное оборудование паросиловых установок. Л.: НПО ЦКТИ. 1979.

150. Бажан П.И., Каневец Т.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение. 1989.

151. Марушкин В.М., Васильев В.Н., Марушкина Г. Е., Розенбаум И.А. Обобщение результатов исследований теплогидравлических характеристик профильных накатанных труб. // Теплоэнергетика. 1990. №7. С. 50-54.

152. Мигай В.К. Теплообмен в профильных трубах // Теплоэнергетика. 1976. №11. С. 56-59.

153. Плотников П.Н., Климанов В.И., Бродов Ю.М., Купцов В.К. Прочностные и вибрационные характеристики профильных теплообменных труб//Теплоэнергетика. 1983. №6. С.68-71.

154. Боголюбов Ю.Н., Лифшиц М.Н., Григорьев Г.В., Назаров В.В. Результаты исследования и промышленного внедрения винтообразно профилированных труб//Теплоэнергетика. 1981. №7. С.48-50.

155. Бродов Ю.М., Бухман Г.Д., Рябчиков А.Ю., Аронсон К.Э. Обобщение опыта эксплуатации теплообменных аппаратов турбоустановок с профильными витыми трубами на ГЭС Свердловэнерго // Электрические станции. 1992. №5. С.33-36.

156. Жукаускас А., Улинскас Р. Теплоотдача поперечно обтекаемых пучков труб. Вильнюс. Мокслас. 1980.

157. Геллер З.И. Мазут как топливо. М.: Недра. 1965.

158. Ф.М. Давлетшин, A.A. Овчинников, H.A. Николаев. Интенсификация теплообмена при дисперстно-кольцевом течении газожидкостного потока в каналах. Казань. Изд-во КГУ. 2001. 88 с.

159. Бернштейн С.Н. Исследование и интегрирование дифференциальных уравнений с частными производными второго порядка эллиптического типа. // Собр. сочинений М.: Изд. АН СССР. 1960. Т.З.

160. Михлин С.Г. Численная реализация вариационных методов. М.: Наука. 1966.

161. Ладыженская О.Р. Краевые задачи математической физики. М.: Наука. 1973.

162. Михайлов В.П. Дифференциальные уравнения в частных производных. М.: Наука. 1976.

163. ОСТ 108.030.126-78. Подогреватели мазута типа ПМР. Л.: НПО ЦКТИ. 1979.

164. Moon Н.К., O'Connell Т., Glezer В. Chanel height effect on heat transfer and friction in a dimped passage. // Trans. ASME. J. Eng. Gas Turbines and Power. 2000. №2. P.307-313.

165. Величко В.И., Пронин В.А. Интенсификация теплоотдачи и повышение энергетической эффективности конвективных поверхностей теплообмена. // Учеб. пособие. Изд-во МЭИ. 1999.

166. Маргулис С.М. Исследование теплообмена и гидродинамики в трубах с кольцевыми выступами стационарных мазутоподогревателей // V

167. Межвуз. тематич. сб. научных трудов: Теплоэнергетика. Каз. филиал Моск. энерг. ин-та. Казань. Изд-во КФМЭИ. 1997.

168. Дрейцер Г.А. Оценка эффективности интенсификации теплообмена в теплообменных аппаратах. // Тепломассообмен ММФ-2000: 4-й Междунар. форум. Минск. 2000. Т.1. Конвективный тепломассообмен. Минск.: Изд-во ИТМО НАНБ. 2000. С.376-383.

169. Завьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука. 1980.

170. Лившиц С.А., Вачагина Е.К. Математическая модель движения потока дисперстного материала в винтовом конвейере с u -образным кожухом. // Изв. вузов. Проблемы энергетики. №7-8. 2002.

171. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Лившиц С.А. Модернизация гидравлических систем совместного золошлакоудаления при помощи открытых конвейеров. // Изв. вузов. Проблемы энергетики. № 7-8. 2002.

172. Назмеев Ю.Г., Вачагина Е.К., Маминов О.В. Улучшение характеристик ММР при радикальной полимеризации в винтовом трубчатом реакторе. // « Технология получения и методы исследования модифицированных полимерных материалов». Тезисы докладов. Устинов. 1985.

173. Назмеев Ю,Г., Вачагина Е.К., Маминов О.В. Гомофазная полимеризация в трубчатом винтовом реакторе с постоянной температурой на стенке. // Химия и химическая технология. Известия вузов. Т.ЗО. Вып.5. 1987.

174. Дьяконов А.Н., Завлин П.М. Полимеры в кинофотоматериалах. Л.: Химия. 1991. 240 с.

175. Брагинский Г.И., Кудрина С.К. Технология основы кинофотоплёнок и магнитных лент. Л.: Химия. 1980. 400 с.

176. Бакаев М.Р., Конахина И.А., Назмеев Ю.Г. Организация оптимального энергоиспользования при производстве изопрена. // IV конференция по интенсификации нефтехимических процессов «Нефтехимия-96»: Тез. докл. Нижнекамск. 1996. С.157.

177. Кирпичников П.А., Аверко-Антонович Л.А., Аверко-Антонович Ю.О. Химия и технология синтетического каучука. Л.: Химия. 1987.

178. Кирпичников П.А., Берестнев В.В., Попова Л.М. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетических каучуков. Л.: Химия. 1986.

179. Павлов С.Ю., Семин Ю.И., Чуркин В.Н. Состояние и перспективы развития производства мономеров для синтетического каучука в условиях рыночных отношений. Химическая промышленность. 1994. №5. С.11-17.

180. Симонов В.Ф. Повышение эффективности энергоиспользования в нефтехимических производствах. М.: Химия. 1985.

181. Тюряев И.Я. Теоретические основы получения бутадиена и изопрена методом дегидрирования. Киев.: Наукова думка. 1973. 271 с.

182. Черный И.Р. Производство мономеров и сырья для нефтехимической промышленности. М.: Химия. 1973. 264 с.

183. Валиев Р.Н. Повышение энергетической и термодинамической эффективности стадии дегидрирования изоамиленов в изопрен в производстве изопрена. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. Казань. Каз. гос. энерг. ун-т. 2001.

184. Nazmeev Y.G. Konakhina I. A. An increase of thermodynamic and ecological efficiency for synthetic isopren rubber roduction. Proc. 5-th international energy conference. Seoul. 1993.

185. Назмеев Ю.Г., Гатауллин B.C., Конахина И.А. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука. // Промышленная энергетика. 1995. №2. С.34-36.

186. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука. // Промышленная энергетика. 1996. №4. С.39-42.

187. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Организация энерготехнологических комплексов в нефтехимической промышленности. М.: Изд-во МЭИ. 2001. 304 с.

188. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А., Вачагина Е.К., Бакаев М.Р. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука // Промышленная энергетика. 1998. №5.

189. Назмеев Ю.Г., Конахина И.А. Теплоэнергетические системы и энергобалансы промышленных предприятий. М.: Изд-во МЭИ. 2002. 407 с.

190. Назмеев Ю.Г., Конахина И. А., Вачагина Е.К., Бакаев М.Р. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука. // Промышленная энергетика. 1997. №4. С.40-42.

191. Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. М.: Энергоатомиздат. 1998. 288 с.

192. Назмеев Ю.Г., Муслимов Р.А., Конахина И.А. Термодинамический анализ производства синтетического изопренового каучука. // Промышленная энергетика. 1995. №4. С.35-37.

193. Башкатов Т.В., Жигалин Я.Л. Технология синтетических каучуков. М.: Химия. 1980. 336 с.

194. Болдырев А.П., Подвальный C.JI. Управление технологическими процессами в производстве стереорегулярного полиизопренового каучука СКИ-3. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1984.

195. Кирпичников П.А., Вольфсон С.Н., Карп М.Г. Синтетический изопреновый каучук: молекулярная структура, переработка, свойства. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1982.

196. Крючков А.П. Общая технология синтетических каучуков. М.: Химия. 1969.

197. Соболев В.М., Бородина И.В. Промышленные синтетические каучуки. М.: Химия. 1977.

198. Синтетический каучук. / Под ред. И.В. Гармонова. JL: Химия. 1983.

199. Шеин B.C., Баженов В.Д., Рейхсфельд В.О., Сотников И.Ф. Процессы, технология и аппаратурное оформление дегазации стереорегулярных каучуков. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1977.

200. Шеин B.C., Ермаков В.И. Выделение синтетических каучуков. М.: Химия. 1977.

201. Шеин B.C., Лебединский В.К., Рейхсфельд В.О. Оборудование и методы сушки синтетических каучуков. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1987.

202. Клоцунг Б.А. и др. Водная дегазация полимеров и её аппаратурное оформление. М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1986.

203. Григоров В.Г., Нейман В.К., Чураков С.Д., Семенюк Л.Г., Пресич Г.А. Утилизация низкопотенциальных тепловых вторичных энергоресурсов на химических предприятиях. М.: Химия. 1987.

204. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы.

205. Вачагина Е.К., Южанин A.C., Бобров В.Ф. Исследование теплофизических характеристик растворов триацетатцеллюлозы // «Интенсификация процессов тепломассообмена в энергетических и технологических установках». Сборник научных трудов. Москва. МЭИ. 1988.

206. Барановский Н.В., Коваленко Л.М., Ястребенецкий А.Р. Пластинчатые и спиральные теплообменники. М.: Машиностроение. 1973. 288 с.

207. Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов. Л.: Недра. 1989.

208. Пермяков В.А., Левин Е.С., Дивова Г.В. Теплообменники вязких жидкостей, применяемые на электростанциях. Л.: Энергоатомиздат. 1983. 120 с.

209. Кирпиков В.А., Мусави Найниян С.М. Количественная оценка эффективности метода интенсификации конвективного теплообмена турбулизацией пограничного слоя // Химическое и нефтяное машиностроение. 1994. №12. С.4-6.

210. Назмеев Ю.Г., Николаев H.A. Обобщение опытных данных по теплоотдаче в трубах с ленточными завихрителями // Теплоэнергетика. 1980. №3. С.51-53.

211. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М. "Машиностроение". 1970. 332 с.

212. Мумладзе А.И., Назмеев Ю.Г., Маминов О.В. К определению гидравлического сопротивления и границ режимов течения вязкой жидкости в трубах с ленточными завихрителями. Известия ВУЗов СССР. Сер. "Нефть и газ". 1982. №11. С.59-62.

213. Кутателадзе С.С., Хабахпашева Е.М., Лемберский В.Б., Попов В.И. Некоторые вопросы гидродинамики и теплообмена структурно-вязких сред. В кн.: Тепло и массообмен в неньютоновских жидкостях. М.: Энергия. 1968. С. 69-90.

214. Gambill W.R., Bundy R.D. A.I.lh. Е. Journ. 1963. Vol. 9. №1.

215. Назмеев Ю.Г. Интенсификация конвективного теплообмена ленточными закручивателями при течении в трубах аномально-вязких жидкостей // ИФЖ. 1979. 37. №2. С.239-244.

216. Мумладзе А.И., Халитова Г.Р., Вачагина Е.К., Назмеев Ю.Г. Интенсификация теплообмена при течении аномально-вязких сред в кольцевом канале с винтовым оребрением // Химическое и нефтяное машиностроение. №10. 1985.

217. Назмеев Ю.Г., Николаев H.A. Оценка эффективности завихрителей потока, интенсифицирующих процесс теплообмена // ИФЖ. 1979. 36 №4. С. 653-657.

218. Литвинов В.Г. Движение нелинейно-вязкой жидкости. М.: Наука.1982.

219. Реологические уравнения состояния текучих полимерных сред (анализ состояния проблемы) / З.П. Шульман, С.М. Алейников, Б.М. Хусид, Э.Э. Якобсон. // Препринт/АН БССР. ИТМО. Минск. 1981.

220. Чанг Дей Хан. Реология в процессах переработки полимеров. М.: Химия. 1979.

221. Уилкинсон У.Л. Неньютоновские жидкости: Пер. с англ. М.: Мир.

222. Малкин А.Я., Виноградов Г.В. Реология полимеров. М.: Химия.1977.

223. Некоторые вопросы гидродинамики и теплообмена структурно-вязких сред. / С.С. Кутателадзе, Е.М. Хабахпашева, В.В. Лемберский и др. // Тепло и массообмен в неньютоновских жидкостях. М.: Энергия. 1968. С.69-90.

224. Трусделл К. Певоначальный курс рациональной механики сплошных сред. М.: Мир. 1975.

225. Толстой Д.М. Об эффекте пристенного скольжения дисперсных систем. // Коллоидный журнал. 1947. Т.1Х. №6. С. 450-461.

226. Олдройд Г.Дж. Неньютоновское течение жидкостей и твёрдых тел. // Реология, теория и приложения / Под ред. Ф. Эйриха. М.: Иностранная литература. 1962. С.757-793.

227. Толстой Д.М. Молекулярная теория скольжения жидкостей по твёрдым поверхностям. // Доклады АН СССР. 1952. Т.ЬХХХУ. №5. С. 10891092.

228. Лившиц С.А., Вачагина Е.К., Математическая модель движения потока дисперсного материала в винтовом конвейере с и -образным кожухом // Проблемы энергетики / Изв. вузов. №7-8. 2002.

229. Вачагина Е.К., Лившиц С.А. Алгоритм и результаты численного исследования задачи о движении дисперсного материала в и -образном винтовом конвейере. Проблемы энергетики / Изв. вузов. №3-4. 2003.

230. Вачагина Е.К. Математическая модель и метод решения задачи о нестационарном теплообмене при течении реологически сложных сред в каналах с винтовой симметрией. Проблемы энергетики. / Изв. вузов. № 1-2. 2004.

231. Вачагина E.K. Нестационарный теплообмен при течении нелинейно-вязких жидкостей в винтовых каналах. Постановка задачи и метод решения // Проблемы энергетики / Изв. вузов. №1-2. 2004.

232. Вачагина Е.К. Исследование динамических режимов теплообмена при течении нелинейно-вязких жидкостей в каналах с винтовой симметрией. Проблемы энергетики / Изв. вузов. №1-2. 2004.

233. Гячев J1.B. Движение сыпучих материалов в трубках и бункерах. М.: Машиностроение. 1968.

234. Александровский A.A., Клетнёв Г.С., Леонтьев А.Н., Ахмадиев Ф.Г. Экспериментальное исследование реологических характеристик потока сыпучих материалов. // Межвузовский сб.: Машины и аппараты химической технологии. Казань. 1974. Вып.2. С.78-80.

235. Михайлов С.Н. Исследование процесса транспортирования сыпучих и вязких материалов гибким шнеком. Дисс. канд.техн. наук. Казань. 1971.

236. ГОСТ 2037-82. Конвейеры винтовые стационарные общего назначения. М.: Издательство стандартов. 1982.

237. Вачагина Е.К. Неизотермическое течение высококонцентрированных полимерных растворов в винтовых каналах при малых числах Рейнольдса «Молодые учёные Татарии производству». // Тезисы докладов Республиканской научно-практической конференции. Казань. 1986.

238. ГОСТ 8.010-72. Общие требования к стандартизации и аттестации методик выполнения измерений.

239. ГОСТ 8.002-71. Организация и порядок проведения государственных испытаний средств измерений.