автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка и научное обоснование теплотехнических приемов и технических решений для повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования

На правах рукописи

ФЕДЯЕВ АЛЕКСАНДР АРТУРОВИЧ

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО

ОБОРУДОВАНИЯ

05 14 04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических на>к

003167729

Москва-2008

003167729

Работа выполнена на кафедре Тепломассообменных процессов и установок Московского энергетического института (технического университета)

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Данилов Олег Леонидович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Рудобашта Станислав Павлович

доктор технических наук, профессор Леончик Борис Иосифович

доктор технических наук, профессор Тичоиин Александр Семенович

Ведущая организация .Московский государственный университет леса

Защита диссертации состоится «16» мая 2008 года в 15 часов 30 мин в аудитории Г-406 на заседании диссертационного Совета Д 212 157 10 в Московском энергетическом институте (техническом университете), 111250, г Москва, Красноказарменная ул , д 17

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского энергетического института (технического университета)

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу 111250, Москва, Красноказарменная ул , д 14, Ученый Совет МЭИ (ТУ)

Автореферат разослан «•/ /"» апреля 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

С К Попов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Высокий уровень энергозатрат и значительные потери энергии, которые характерны для большинства отраслей промышленности и народного хозяйства, предопределяют актуальность активной энергосберегающей политики, проведение которой, в том числе и в технологии такого широко распространенного и энергоемкого теплотехнического процесса как сушка, обуславливается неоправданным ростом энергоемкости единицы продукции Возможные масштабы экономии энергии при использовании сушильной техники во многих отраслях промышленности составляют десятки млн тут

Последнее особенно актуально в обширных регионах за Уральским хребтом, например, где только в регионах Восточной и Западной Сибири доля промышленной продукции, получаемой с использованием сушильной техники, достигает 18-22%

Разработка математических моделей неравномерного тепломассообмена в рабочих камерах аппаратов и элементах оборудования, к примеру, в поверхностных теплообменниках, в контактных тепломассообменных аппаратах, в сушильных установках с конвективным массоотводом при разтичных физических механизмах теплоподвода и т д, позволяющих рассчитывать неравномерные в пространстве и во времени поля физических величин, является важной задачей при выявлении нового потенциала энерго- и ресурсосбережения в низкотемпературных теплотехнологических процессах промышленной теплоэнергетики

При решении задач конвективного тепломассообмена в жидкости значительную роль сыграли методы математического моделирования, разработанные научной школой Д Б. Спошщнга Такие методы математического моделирования для исследования вариантов повышения энергетической эффективности теплотехнологического оборудования до сих пор систематически не разрабатывались Один из возможных подходов к решению этой актуальной проблемы описан в данной работе

Научные основы по вопросам энергосбережения заложены в работах Ключникова А Д , Ахмедова Р Б., Доброхотова В И, Макарова А А , Мелен-тьева Л А и др

Реальная кинетика процессов при использовании наиболее широко распространенных методов расчета зачастую игнорируется Не рассчитываются многомерные неравномерные поля изменяющихся физических величин, рассчитываются только их усредненные значения Расчеты выполняются на основе эмпирических обобщений, причем в эмпирические формулы, равносильные заданию зависимости энергетических затрат от исходных параметров, нередко уже заложен негативный эффект неравномерности

Так, например, в многочисленных процессах сушки произвольных материалов, где кинетика процессов переноса сильно зависит от свойств твердых рабочих сред, наибольшими возможностями в исследовании нестационарных полей влагосодержания и температуры обладает математическая мо- ^ ^

дель, базирующаяся на системе нелинейных дифференциальных уравнений для внутреннего влаго- и теплопереноса, разработанных А В Лыковым

Использование подобной модели в вычислительном эксперименте является перспективным, т к в условиях непрерывного изменения входных условий в сушилке (различные виды пород, изменение структуры, начального влагосодержания и т д) только расчет на ЭВМ позволяет контролировать состояние материала на выходе из сушильной камеры и управлять процессом сушки по заданным в первую очередь критериям качества сушимых материалов, ассортимент которых постоянно расширяется. Однако, использование в широких диапазонах изменения характеристик материала отмеченной выше системы уравнений затруднено отсутствием кинетических коэффициентов

Интенсивное развитие современной теплоэнергетики предопределяет и создание высокофорсированных промышленных теплоэнергетических установок, новых систем тепло- и энергосберегающей технологии, что практически невозможно без всестороннего изучения физики процессов тепло- и мас-сообмена и разработки методов расчета локальных характеристик этих процессов В частности, в многочисленных конвективных сушильных установках процессы гидродинамики и теплообмена осложняются целым рядом внешних факторов, которые необходимо учитывать при расчетах меняющийся по длине режим течения энергоносителя (ламинарный, переходный, турбулентный), начальная степень турбулентности на входе в проточные части установок, большой уровень температурных напоров, наличие на рабочих поверхностях источников массы, а также продольных компонент скорости (движение поверхности, направленный вдув) и т д

Решаемая проблема отвечает первому направлению Концепции энергетической политики России в новых экономических условиях, принятой Правительством Российской Федерации в сентябре 1992 г, - анализ потенциала энергосбережения, а также второму этапу Основных положений Энергетической стратегии России на период до 2020 года, принятых Правительством РФ в ноябре 2000 г, - повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, а также эффективности и конкурентоспособности производства, в том числе и лесопромышленного комплекса Актуальность темы диссертации подтверждается ее соответствием в частности, тематике государственной научно-технической программы "Новые методы и средства экономии энергоресурсов и экологические проблемы энергетики' Научные результаты, полученные автором в ходе работы над диссертацией, были использованы при проведении ряда прикладных научно-исследовательских работ

Целью работы является: экспериментальное и теоретическое исследования внешнего и внутреннего тепломассопереноса при целенаправленном изменении аэродинамической обстановки в энергоемких теплотехночогиче-ских установках, разработка научно-обоснованных энерго- и ресурсосберегающих технических и технологических решений при термовлажностной обработке дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалов

Для достижения указанной цели поставлен и решен ряд научно-

технических задач, в том числе

- создание лабораторного стенда и экспериментальное изучение особенностей испарения жидкостей с различными физическими свойствами из капиллярно-пористых тел при изменении их пористости с целью последующего учета возникающих физических явлений в математической модели сопряженного тепло- и массообмена,

- расчетно-экспериментальное исследование течения и внешнего тепло-и массообмена при ориентированной подаче инородного газа с переменной интенсивностью, углом вдува и степенью турбулентности для уточнения математической модели сушки,

- расширение возможностей использования физически обоснованной математической модели внутреннего тепломассопереноса в термически толстых влажных материалах для исследования и непрерывного расчета кинетики и динамики в 1-м и Н-м периодах сушки в условиях неравномерных полей параметров сушки,

- настройка и адаптация вычислительного комплекса РНОЕМГСБ для решения задач исследования и проектирования рабочих камер теплотехноло-гических установок с целью воздействия конструктивными приемами на неравномерность тепломассообмена для снижения нерациональных энергетических затрат,

- разработка программного обеспечения для численных исследований нестационарных полей движущих сил во влажных материалах при сопряженном тепломассопереносе в условиях неравномерного распределения параметров сушки по сечению сушильной камеры,

- расчетно-экспериментальное изучение процессов движения и тепломассообмена для разработки рекомендаций по повышению эффективности крупногабаритного теплотехнологического оборудования,

- уточнение, дополнение и апробация методики теплотехнического расчета конвективных сушильных установок для сушки дискретных материалов с учетом влияния поперечного потока инородной массы на распределение динамических и тепловых полей и дополнительного стока тепла в пограничном слое,

- научное обоснование и разработка оригинальных конструктивных решений промышленных аппаратов и их элементов, обеспечивающих улучшение теплотехнических и технологических показателей

Новые научные результаты.

1 Экспериментально установлено влияние пористости П, температуры I и вида растворов на интенсивность испарения при конвективной сушке дискретных капиллярно-пористых коллоидных тел и получены зависимости, необходимые для реализации математической модели взаимного тепломассопереноса В зоне испарения выявлены оптические неоднородности, проведена оценка их размеров и числа в объеме перетяжки лазерного пучка

2 Исследованы процессы ориентированной подачи инородного газа при варьировании интенсивности подачи, углов вдува и различной степени турбулентности на осредненные и пульсационные характеристики турбу-

лентного изотермического бинарного пограничного слоя Установлено активное влияние слабых вдувов (с интенсивностью до 0,6 %) на оттеснение скоростных и концентрационных полей и турбулентных пульсационных составляющих потоков во внешнюю область пограничного слоя, учет которых необходим при испарении водных и неводных жидкостей в паровоздушную среду

Уточнена методика расчета течения и тепломассообмена в каналах и рабочих камерах теплотехнологических установок с конвективным тепло-подводом, процессы в которых осложнены наличием инородных потоков массы (при различной степени турбулентности набегающего потока) с поверхностей капиллярно-пористых материалов.

3 Развита и дополнена физически обоснованная модель и расширены возможности использования системы уравнений взаимосвязанного тепломас-сопереноса при сушке дискретных термически толстых капиллярно-пористых тел, позволяющих рассчитывать и исследовать кинетику и динамику сушки, протекающих как в 1-м, так и во П-м периодах сушки, за счет учета изменения поверхностного влагосодержания и интенсивности испарения на действительную движущую силу внешнего массопереноса

4 Создано программное обеспечение для расчета нестационарных полей движущих сил процесса обезвоживания дискретных материалов в условиях неравномерного тепло- и массообмена и проведены численные исследования локальных и интегральных характеристик динамики и кинетики сушки, результаты которых позволили

- установить качественное и количественное влияние неравномерных профилей потоков тепла на профиль конечного влагосодержания сушимого материала объяснить причины возникновения технологического брака и перерасхода энергии, предложить способы рационального деформирования профилей параметров сушильного агента,

- обосновать новый подход к управлению совместным тепло- и массо-обменом при конвективной сушке капиллярно-пористых коллоидных материалов методологической основой которого служит использование в качестве регулируемых параметров профилей скорости и температуры сушильного агента,

- выявить возможности снижения энерт-о- и материалоемкости промышленных установок за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена при реконструкции отдельных элементов теплотехнического оборудования

5 Изучены процессы движения и совместного тепло- и массообмена в перекрестноточных сушилках для сушки дискретных материалов Получены новые расчетные и экспериментальные данные, необходимые для реализации энерго- и ресурсосбережения. Разработаны новые формы конструкций гззо-подводящих, газораспределительных и газонаправляющих устройств в рабочих камерах теплотехнологических аппаратов, позволяющие снизить непроизводительный расход энергоресурсов, брак, внеплановые остановки на текущий ремонт

6 Разработаны и реализованы новые способы повышения энергетической эффективности теплотехнических и теплотехнологических установок (котлоагрегатов, крупногабаритных конвективных сушильных установок для термообработки толстых и тонких капиллярно-пористых материалов, сопловых направляющих аппаратов, газораспределительных устройств и др), защищенных авторскими свидетельствами и патентами Российской Федерации на изобретения

Практическая значимость результатов работы. На основе теоретических, экспериментальных и опытно-промышленных исследований

- разработан программный продукт для теплотехнических расчетов и численных исследований сопряженного тепло- и массообмена в условиях неравномерности полей плотности потоков массы и тепла по поперечному сечению камер теплотехнологического оборудования, позволяющий повысить точность определения конструктивных, размеров установок, оценивать вероятность локального ухудшения характеристик обрабатываемых материалов,

- созданы новые и модернизированы существующие конструкции газораспределительных сопловых устройств сушилок финской фирмы «Рауте» для сушки шпона, позволившие управлять интенсивностью сушки в диапазоне 12 - 16% от номинала,

- уточнена методика расчета течения и тепломассообмена в рабочих камерах и каналах крупногабаритных теплотехнологических установок, в которых процессы конвективного энергоподвода при различной степени турбулентности основного энергоносителя осложнены направленным инородным вдувом потока меньшей плотности с малой интенсивностью

Экспериментальные данные и скорректированная методика расчета могут быть использованы при анализе, модернизации, а также разработке и проектировании крупногабаритного теплотехнологического оборудования и сушилок,

- усовершенствованы системы распределения газообразного энергоносителя для крупногабаритных сушилок финской фирмы «Валмет», установленных на ОАО «ЦКК» в г Братске и на ОАО «Усть-Илимский ЛПК», а также итальянских сушильных камер фирмы «Сорса1», расположенных на «Братском ЗСИ», позволившие за счет снижения неравномерности конвективного энергоподвода уменьшить практически вдвое величину технологического брака кондиционной продукции,

- повышена надежность работы и снижены непроизводительные затраты при опредетении рациональных характеристик узла подачи заднего дутья и расходных параметров горелочных устройств котлоагрегатов Б-50-14, установленных на центральной котельной Братского алюминиевого завода,

- выполнена и внедрена работа по использованию низкопотенциального тепла центральных бытовых цехов металлургического предприятия для сушки специальных материалов сложной формы в ограниченном временном интервале при рациональном управлении аэродинамической обстановкой в рабочей камере

Апробация работы. Основные положения работы, рез>льтаты теоре-

тических, вычислительных и экспериментальных исследований изложены в материалах 2-й Всесоюзной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» Баку, 1987г., 4-й Всесоюзной школы -семинара «Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок» Волгоград, МВТУ, 1987г, 2-й Всесоюзной научной конференции «Проблемы энергетики тепло-технологии» Москва, 1987 г, III-й Всесоюзной научной конференции «Интенсификация тепло- и массообменных процессов в химической технологии» Казань, 1987г., конференции «Совершенствование технологических процессов производства, их механизация, автоматизация и внедрение результатов» (г Вильнюс, 1988г), «Proceedings of the First World Conférence on Expérimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics held September 4-9» (r Dubrovnik, Yugoslavia, 1988 г), областной научно - технической конференции «Совершенствование технологических процессов на предприятиях Павлодар - Экибастузского региона» (г Павлодар, 1988г), 10-й научной конференции болгарских аспирантов в СССР с международным участием «Актуальные проблемы современной науки» (г Москва, 1988г), 1-ой Республиканской научно-технической конференции «Проблемы эффективного использования электрической и тепловой энергии в машиностроении Узбекистана» (г Ташкент, 1989г) научной сесии «ВМЕИ» Ленин «89» (г София, 1989г), Dantec Information «Measurement and Analysis September 1990» (Дания, 1990г ), III Всесоюзно^ научной конференции по проблемам энергетики теплотехнологии «Интенсивное энергосбережение в промышленной тепло-технологии» (г Москва, 1991г), Международной конференции «Тепломассообмен в технологических процессах» (г Юрмала. 1991г), Международной конференции по сушке 2-го Международного форума по тепло- и массооб-мену (г Киев, 1992г ), XV-XX научно-технических конференциях (г Братск, 1994 - 1999гг), Международных научно-технических конференциях «Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири» (г Иркутск, 1996, 1998, 1999гг), Международной конференции молодых специалистов и ученых алюминиевой, магниевой и электродной промышленности (г Санкт-Петербург, 1999г). семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике (г Новосибирск, 1999г), Всероссийской научно - практической конференции с международным участием «Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов» (г Красноярск, 1999г), конференции «Теплоэнергетика и технологии» Каунасского технологического университета (г. Каунас, Литва, 2000г ), XXI-XXII научно-технических конференциях Братского государственного технического университета (г Братск, 2000 - 2001гг.), научно-практической конференции «Энергосбережение проблемы и перспективы» (г Красноярск, 2000г), «Kauno technologiios universitetas Lietuvos energetikos institutas Silumos energetika ir technologijos Konferencijos pranesimu medziaga Kaunas Technology a» (Kaunas, 2001, 2002 mm), I, II Международных научно-практических конференциях «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов, сушка и теп-

ловые процессы) СЭТТ» (г Москва, 2002, 2005 г г), Межрегиональных научно-технических конференциях «Естественные и инженерные науки -развитию регионов» (г Братск, 2002 - 2004, 2006, 2007гг), 1еге conference Internationale sur Г effkatite energetique Alger - Algene (Algene, 2003 g), Второй и Третьей Международной школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика» (г Москва, 2004, 2006г г), IV Межрегиональной и VI Всероссийской научно-технических конференциях с международным участием «Механики XXI веку» (г Братск, 2005, 2007г г), I Международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение» (г Усть-Каменогорск, июнь 2005 г), Международной научно-практической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение» (г Усть-Каменогорск, октябрь 2005г ), Международного научно-практического семинара - Санкт-Петербург, 31 марта 2006г, Международного научно-практического семинара, - Санкт-Петербург, ГЛТА НГ1 «НОЦ МТД», 2006г; Международной научно-практической конференции «Первичная обработка древесины лесопиление и сушка пиломатериалов Состояние и перспективы развития», - СПб НП «НОЦ МТД», 2007г , Всероссийской научно-технической конференции, - Братск ГОУ ВПО «БрГУ», 2007г

Публикации. Основные научные положения, выводы и рекомендации диссертации содержатся в 147 опубликованных работах, в том числе в авторском свидетельстве и 2 патентах, десяти учебных пособиях (четыре с грифом УМО), одиннадцати в реферируемых изданиях по списку ВАК, в более 120 научных работах в материалах, международных, всесоюзных, всероссийских и республиканских симпозиумов, конференций и семинаров, межвузовских сборников, центральных изданий, зарубежных журналов и сборников

Объем и структура работы. Материал диссертации изложен на 297 страницах машинописного текста Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, насчитывающего 319 наименований, приложений и содержит 96 рисунков и 17 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении отмечена актуальность проблемы снижения энерго- и металлоемкости при работе промышленных теплотехнологических установок Обосновывается необходимость использования расчета как внутреннего, так и внешнего тепломассообмена для совершенствования действующих и проектирования энергоемких теплотехнологических установок и разработки соответствующих теоретических основ по интенсификации процессов термо-влажностной обработки дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалов Сформулированы цели и задачи работы, показана научная новизна, практическая ценность, перечислены основные результаты теоретических, расчетных и экспериментальных исследований

В первой главе рассматриваются вопросы внешнего и внутреннего

тепломассопереноса в энергоемких теплотехнологических установках с точки зрения энерго- и ресурсосберегающей оптимизации протекающих в них процессов, на основе анализа которых формулируются в работе цели и научные задачи исследования

В сравнении с другими такими традиционными методами энергосбережения, как интенсификация локального тепломассообмена, использование нетрадиционных источников энергии, утилизация вторичных энергетических ресурсов и т п, метод рационального управления неравномерным тепломассообменом, рассматриваемый в работе, изучен слабо, прежде всего в связи со сложностью его математического моделирования и неоднозначностью в трактовке качества получаемого технологического продукта при варьировании неравномерностью тепломассообмена с помощью регулируемых профилей основных параметров энергоносителя

Потенциал энерго- и ресурсосбережения вследствие неравномерности тепломассообмена как правило неочевиден, так как существующие методики расчета процессов в теплотехнологаческих аппаратах, как это следует из анализа технической литературы, не учитывают неравномерные поля переменных физических параметров рабочих сред Негативные последствия неравномерного тепломассообмена при этом обнаружить достаточно сложно

Рассматривается современная классификация методов энерго- и ресурсосбережения, определяется место подхода к управлению совместным тепло-и массообменном при термовлажностной обработке дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалов среди других методов энерго- и ресурсосбережения, сформулированы основные требования к математическим моделям, которые могут быть использованы в основе алгоритмов расчета не только локальной интенсивности тепломассообмена, но и при варьировании неравномерным тепломассообменом в теплотехнологических установках Для достижения указанной цели необходимо

- обобщить существующие и разработать физически обоснованную модель, которая позволит использовать систему уравнений взаимосвязанного тепломассопереноса, учитывающую качественные и количественные изменения. включая учет структурных характеристик скелета сушимых материалов, описывающих непрерывную сушку термически толстых материалов в 1-м и 11-м периодах,

- создать опытные стенды для экспериментального исследования структурных особенностей и физических свойств испаряемых жидкостей на интенсивность испарения, инородного потока массы и его направленности на распределение динамических, тепловых и концентрационных профилей и их рабочие характеристики, определить количественные показатели при дополнительном стоке тепла в пограничном слое при испарении,

- разработать комплексный метод расчета внутреннего и внешнего тепломассообмена на базе вычислительного комплекса РНОЕМСБ и оригинального программного продукта для расчета кинетики и динамики внутреннего тепломассообмена капиллярно-пористых тел с использованием универсальных граничных условий,

- адаптировать вычислительный комплекс для решения задач исследования и проектирования рабочих камер теплотехнологических установок с целью определения геометрических размеров и форм распределительных устройств для снижения неравномерности тепломассообмена и нерациональных энергетических затрат,

- определить и исследовать разнообразные приемы влияния на неравномерность тепломассопереноса с целью обоснования кинетической оптимизации применительно к сушке термически толстых капиллярно-пористых дискретных материалов

Выполнение поставленных задач на основе разработки научно-обоснованных энерго- и ресурсосберегающих технических и технологических решений при управлении неравномерным тепломассопереносом в энергоемких теплотехнологических установках является не только актуальным, но и имеет важное народно-хозяйственное значение

Во второй главе представлены результаты экспериментального исследования энергетической эффективности промышленных установок при крупномасштабной термообработке капиллярно-пористых материалов

При прямом промышленном эксперименте выявлены нарушения режимов сушки из-за неравномерности распределения полей скоростей сушильного агента по поперечному сечению крупногабаритной рабочей камеры финской фирмы «Валмет» (одновременно обрабатывается 12 штабелей пиломатериалов, каждый габаритами 4,5x6,5x1,5 м), а значит и полей влага-содержаний и протекающих тепло- и массообменных процессов в материале вследствие различного энергоподвода к нему Так, например, отмечается значительная неравномерность как продольных (вблизи торцов пиломатериалов рост скорости сушильного агента до 25 %), так и вертикальных профилей скорости (падение скорости до 50 %, а также наличие обратных потоков в верхней и повышение скорости почти в 2 раза в нижней частях камеры) в рабочей зоне участка подачи и распределения теплоносителя (рис 1а) Аналогичные тенденции отмечены и при исследовании режимов работы камерных установок «Ваничек», «Сорса!», «Сатеко» и др

@ | Рис 1 Поле скоростей на входе в рабочую зону сушилки эксперимент - а), расчет РНОЕМСв - б) 1 - узет подачи и распределения сушильного агента в рабочую зону, 2 - профиль скорости, 3 - осевой вентилятор, 4 - штабель сушимого материала, 5 - рабочая зона сушильной камеры

Технологический брак из-за повышенного влагосодержания, растрес-

кивания и коробления готовой продукции вследствие неравномерного распределения полей влагосодержаний и температур достигает 4-5% и более. Потенциал энерго- и ресурсосбережения в результате изменения или устранения неравномерности процессов тепломассообмена в рабочих камерах и элементах термовлажностных установок за счет снижения непроизводительных потерь энергии может достигать только при сушке пиломатериалов на предприятиях в отдельных регионах Восточной Сибири без учета затрат энергии на вспомогательные операции более 0,4 млн. т.у.т./год.

На лесообрабатывающем заводе, где установлены 2.4 сушильные камеры «Валмет», проводились экспериментальные исследования температурных режимов работы этих установок с помощью тепловизионного оборудования: фотографические съемки и сканирование распределения температурного профиля в штабеле сразу после выгрузки из сушильной камеры (рис. 2а,б), а также контрольные замеры конечного влагосодержания с интервалом 0,7 м по длине и 0,4 м по высоте передней и задней частей штабеля (рис. 3).

Очевидно, что в целом конечное влагосодержание в верхней части штабеля выше чем в нижней части (11-17,2% против 12,2-13,8%). Таким образом неблагоприятная аэродинамическая обстановка для верхней части штабеля, выявленная при экспериментальных исследованиях, влияет и на кондиционные параметры продукции в конце процесса термовлажностной обработки.

Рис. 2. Распределение температурного профиля в штабеле после выгрузки из сушильной камеры: а) - фронтальная часть (сечение р1-р1, рЗ-рЗ); б) торцевая часть (сечение р1-р1,

р4-р4).

В промышленных сушильных установках для интенсификации процессов тепло- и массообмена используются активные гидродинамические режимы, в частности, набегание сушильного агента на материал в виде импактных струй. Подобный принцип используется при сушке тканей, бумаги, шпона и т.д. Однако, несовершенство аэродинамики в сушильной камере и газораспределительных аппаратах приводит часто к неравномерности высушивания по ширине полотна материала. Так, например, на фанерном заводе, где установлено 13 крупномасштабных конвективных ленточных установок финской фирмы «Рауте» для сушки шпона (рис, 4а), технологический брак по указан-

ной выше причине достигает 2,6% и более (или свыше 15 тыс тут /год в целом по заводу)

а„ %

" Передняя сторона ' > ■■ Зшнхя опором ~ ( р^дтл ¿начекк |

Рис 3 Распределение конечного влагосодержания по высоте - (а) и по длине штабетя пиломатериала (каждая точка - усредненное значение из пяти точек по длине) - (б)

в. У»

Чч

\ 1 к

к;3 ч 6)

Рис 4 Поперечный разрез одной из секций рабочей камеры сушильной установки (а) и изменение влагосодержания при сушке сосны в конвективной сушильной установке (б) 1 - полотно сушимого материала, 2 - газораспределительные устройства, 3 - паровой калорифер, 4 - осевой вентилятор, 5 - выброс части отработанного теплоносителя, 6 - рабочая камера, 7 - эпюры скоростей сушильного агента в напорной части, 8 - первый этаж сушки шпона, 9 - подача теплоносителя через раздаточные отверстия, 10 - заслонки, 11 -распределительные устройства новой конструкции (V этаж), 12 - чевая часть, 13 - правая часть полотна сушимого материала

Результаты экспериментальных и лабораторных исследований процесса сушки лущеного шпона, выполненных на одной из установок, показали, что скорости сушки, различные с левой и правой частей полотна древесины, обуславливаются неодинаковыми гидродинамическими условиями Левая часть полотна, ближняя к подаче сушильного агента, достигает проектного влагосодержания уже на пятой минуте процесса сушки (III этаж), Шпр=8-10% (рис 46), средняя часть полотна - на шестой минуте (IV этаж), правая часть полотна, даже при меньшем начальном влагосодержании, не выходит на требуемые кондиции даже на выходе из сушилки

Наличие внешней неравномерности приводит и к внутренней неравномерности процессов тепломассопереноса, а значит к неэффективной эксплуатации сушильных установок, к увеличению энергетических затрат, неоправданному увеличению габаритов теплотехнологических установок и технологического брака готовой продукции из-за трещинообразования и коробления материала

В третьей главе рассматриваются вопросы расчетных и экспериментальных исследований аэродинамических и тепломассообменных характеристик проточных частей промышленных установок

Численное моделирование процессов течения и теплообмена осуществлялось с помощью вычислительного комплекса РНОЕЫ'СБ Система уравнений, описывающая данные процессы, включает в себя уравнение неразрывности, уравнение движения, уравнение энергии, уравнение кинетической энергии турбулентных пульсаций и уравнение диссипации энергии турбулентности при соответствующих граничных условиях Использовалась стандартная к-Е модель турбулентности, дающая хорошую сходимость в том числе и для опытных данных, полученных для условий ориентированной подачи с поверхностей потока другой плотности Основой пакета прикладных программ комплекса при решении системы уравнений является метод контрольных объемов

Поиски методов интенсификации теплообмена ведут к необходимости более детальных исследований структуры неизотермических турбулентных течений Проведенный анализ теоретических и экспериментальных работ показал, что практически отсутствуют данные по эффективности воздействия на гидродинамику и тепломассообмен процессов испарения в сушилках, когда поперечный поток пара и его отклонение от нормали к поверхности испарения аналогичен вдуву инородного газа с различной интенсивностью.

В работе представлено описание аэродинамической установки с универсальным рабочим участком, на котором моделировались процессы испарения и ориентированной подачи инородных газов с различной степенью интенсивности в сложных газодинамических и тепловых условиях переменной степенью турбулентности (0,5 -12%); регулируемой температурой (до 140°С) и скоростью (до 16 м/с) набегающего потока, организацией канальных и безградиентных течений различной конфигурации При измерениях осреднен-ных и путьсационных характеристик пограничных слоев использовалась прецизионная многоканальная термоанемометрическая система Была проведена серия экспериментов по вдуву в пограничный слой разнородных газов с пористых поверхностей под различными углами к поверхности (а = 15° -165°), в том числе воздуха с малой интенсивностью Б 10' = (рУ)д/(Д])/, % в диапазоне Б 102 = 0,0025-0,031 (рис 5а), т е в пределах интенсивностей испарения Р воды, определяемых аналогично Интенсивность подачи гелия в пределах деформации профилей для воздуха и испарения воды составила 0,0005-0,001 В работе проведена оценка влияния вдува различных газов на закон теплообмена Профили скоростей при испарении воды (рис 56) также получены на пористой поверхности (пористость П = 0,6 - 0,8) при разчичных температурах безградиентного потока Интенсивность испарения в диапазоне температур X = 20-104 °С составила Б 102 = 0,0001-0,012 %. число Яе, = 3,6 105

Анализ изменения профилен скоростей в пограничном слое показал, что с увеличением интенсивности вдува воздуха Б заполненность профилей

падает, что говорит об увеличении толщины пограничного слоя В соответствии с теорией пограничного слоя и многочисленными исследованиями по вдуву воздуха под углом 90° с увеличением интенсивности вдува Б и ростом толщины пограничного слоя падает коэффициент поверхностного трения Сг и коэффициент теплоотдачи а в связи с оттеснением основного потока от стенки за счет поперечного потока массы (рУ)«,

Аналогичные эффекты в соответствии с данной теорией должны наблюдаться и при испарении жидкости, т е при наличии поперечного потока массы в виде пара, как и при подаче с поверхности потока с низкой плотностью (рис 5в) С ростом интенсивности испарения воды за счет увеличения температурного напора также отмечается снижение заполненности профилей скорости, что хорошо иллюстрируется совмещенными профилями скоростей (рис 56) Однако в ряде экспериментальных работ [например, Лыков А В ], отмечается возрастание коэффициента теплоотдачи с увеличением температурного напора на десятки процентов, что объясняется, на наш взгляд, наличием в пограничном слое отрицательного источника теплоты в виде объемного испарения капель, выносимых с пористых поверхностей в пограничный слой Этот фактор предопределил задачу по экспериментальной проверке данной гипотезы, чему посвящена 4 глава работы

Расчет процессов течения с учетом осложняющих факторов, выполненный с помощью вычислительного комплекса РНОЕМСБ и выбранной модели турбулентности, показал достаточно хорошее совпадение, в частности, для условий поперечного потока массы низкой интенсивности с пористой поверхности (рис 56, сплошная линия)

Ниже приведены некоторые результаты физического моделирования с помощью вычислительного комплекса аэродинамической обстановки каналов сложной геометрии в 2-х, 3-х мерной постановке, выполненные в работе для различных теплотехнологических установок

Фрагмент численных исследований процессов гидродинамики в рабочей зоне крупномасштабной конвективной сушильной установки (рис 16) показывает достаточно хорошее соответствие распределения поля скоростей в узле подачи и распределения сушильного агента в рабочую зону с данными прямого промышленного эксперимента, представленными на рис 1а

с 0,1

в)

Рис 5 Профили осредненных скоростей при нормальном вд>-ве воздуха (а) и гелия (в) с различной интенсивностью И и испарении воды (б) через пористые поверхности при изменении температуры набегающего потока от 22 до 102 °С Пунктир -гладкая пластина

0,2

о 0,1 од 0,3 04 од а,« от с*

Другой пример - шлакование поверхностей нагрева задней стенки экрана топки котлоагрегата вследствие забрасывания части пылевидного топлива вторичным воздухом с высокими скоростными параметрами, что приводит к снижению теплообмена, коэффициента полезного действия котла и в конечном итоге к внеплановому текущему ремонту, а значит и росту непроизводительных эксплуатационных затрат.

Экспериментальным и расчетным путем определена рациональная аэродинамическая обстановка в топке пылеугольного котлоагрегата при различной ориентации в пространстве камеры потоков горячего воздуха из узла

©

* 2 иесюг II I !■: 1

е.9

а) "Н"»' 'ФЕТ ¡1 ■ 15.4

_ И1Ш з.в 1

Рис. 6. Распределение профилей скорости основного потока вторичного воздуха в топочном пространстве: а) - узел заднего дутья включен; б) - узел заднего дутья выключен; 1 -подача вторичного воздуха; 2 - подача заднего дутья. Расчет РНОЕМСБ.

Неравномерность процессов термовлажностной обработки материалов наблюдается и в малогабаритных установках, например, в мини камерах (рис. 7), достаточно широко применяемых на различных предприятиях для сушки материалов неправильной формы (текстиль, войлочные изделия, армейская верхняя одежда и т.д.).

Численные исследования аэродинамики газового тракта и газоподво-дящих каналов сложной конфигурации финских высокопроизводительных ленточных установок с помощью вычислительного комплекса выполнены с целью снижения значительной неравномерности сушки длинномерных материалов по ширикеполотна

Рис. 7. Распределение переменных параметров сушильного агента в сечении по оси симметрии мини камеры при сушке разногабаритных текстильных изделий: а) - поле температур теплоносителя; б) - профили скорости теплоносителя. Расчет РНОЕЭДС8.

В частности, при уменьшении проходного сечения тупиковых частей газораспределительных аппаратов между корпусом и полотном сушимого материала (рис 8) на величину до 16-20% на последних этажах сушилки скорость сушильного агента возрастает в пределе до 8,7-9,2%, что приводит в конечном итоге к улучшений кондиционных параметров готовой продукции и к снижению более чем вдвое технологического брака

Вычислительный комплекс позволяет обеспечивать многоцелевое применение для решения задач исследования и проектирования рабочих камер теплотехнологических установок с целью определения геометрических размеров и форм распределительных устройств для снижения неравномерности тепломассообмена и энергетических затрат, а также провести оценку влияния режимных параметров энергоносителей на эффективность работы промышленных установок

Г\ ПН

I".

] 1

ч-н-н-

I

4-ЬИ-Ь

Рис 8 Схема перфорированного обдува полотна сушимого материала и деформации выходного профиля скорости в зоне его эффективной сушки 1 - газораспредетатетьные аппараты, 2 - полотно сушимого материала, 3 - расчетный профиль продотьной скорости сушичьного агента, 4 - подача агента через отверстия, пунктир - варианты деформации выходного профичя скорости в зазоре

В четвертой главе рассматриваются вопросы описания разработанных опытных стендов для экспериментального исследования канальных течений при наличии осложняющих факторов (пористость и физические свойства испаряемых жидкостей) и лабораторных исследований по определению влияния температурного фактора на вынос неоднородностей в пограничный слой при испарении

Для повышения достоверности проектирования конвективных сушильных установок необходимы углубленные исследования по влиянию различных факторов на интенсивность внешнего теплообмена Отрывочные и противоречивые опытные данные [Смагин В В , Вайнберг Р Ш, Бояршинов Б Ф, Данилов О Л ] по влиянию поровой структуры сушимого материала и физических свойств испаряемой жидкости, а также существенные отличия в значениях коэффициентов теплоотдачи при испарении из капиллярно-пористых тел и при вдуве в пограничный слой инертного газа вызывают необходимость более детального изучения физики происходящих при этом процессов

Экспериментальные исследования выполнялись на специально разработанном стенде, в качестве испаряемых жидкостей использовались вода, этиловый спирт и ацетон как теплоносители, имеющие различную, например,

температуру кипения, теплоту фазового перехода и плотность При измерении осредненных характеристик динамического и теплового пограничных слоев по длине пластины с различной пористой структурой (керамика, поролон) использовались миниатюрные хромель-копелевые термопары и щелевой насадок полного давления, а также прецизионная термоанемометрическая аппаратура Температура основного потока при безградиентном течении в канале варьировалась в пределах t = 18 - 138°С, число Re ~ 3,6 105, степень турбулентности Ги = 3,3 %

По результатам измерения осредненных характеристик определялось несколько параметров, в частности интенсивность испарения

Чм=-(1п-*чг). (О г

где г - теплота фазового перехода, tn и - соответственно температура ядра нагретого потока и температуря мокрого термометра

Коэффициент теплоотдачи определялся на основании измеренного температурного градиента

а~ A(t -t )' (2)

где X - теплопроводность, (dt/dy\ - градиент температуры у стенки При этом интенсивность теплообмена определялась как

qw = Чм г (3)

При проведении экспериментов разброс опытных данных составил до ±8,5 %. Наиболее заметное влияние пористость (П) материалов на коэффициент теплоотдачи и интенсивность испарения различных жидкостей оказывает при высоких температурах (рис 9) Величина теплового потока к поверхности при испарений воды и варьировании П и At изменяется и по длине капиллярно-пористого материала (рис 10) Величина коэффициента теплоотдачи (рис 11) снижается довольно значительно при уменьшении пористости, причем с ростом температурного напора эта разница растет Так, при уменьшении пористости до II = 0,8 величина а снижается на 20 %, а при П = 0,17 -более чем в два раза Коэффициент теплоотдачи у эгиловсто спирта в 1,36 -1,39 раза, а у ацетона в 1,85 - 1 9 раза выше по сравнению с испарением воды в исследуемом температурном диапазоне

Как показали проведенные исследования, существуют отличия в значениях коэффициентов теплоотдачи, определяемых при испарении из капиллярно-пористых тел и при вдуве в пограничный слой инертного газа Для диагностики пограничного слоя в зоне испарения методом оптического локального зондирования [Бендатт Д, Пярсоч А, Д у они те в ЮН и др ], основанною на отклонении зондирующего лазерного излучения на оптических неод-нородностях, использовался лазер ЛНГ-203 в комплекте с прецизионным измерительным комплексом зарубежного производства Анализатор комплекса имеет 800 полос спектра равной ширины и позволяет обрабатывать сигнал в диапазоне частот от 0 до 51,2 кГц Ширина одной полосы в выбранном диа-

пазоне частот составляла 64 Гц.

кг/*г н 1

...

2

3

Рис 9 Зависимость интенсивности испарения от пористости материала при температуре 100

"С различных жидкостей спирта, 3 - воды

1 - ацетона,

Рис 10 Зависимость тотности теплового потока qw по длине капиллярно-пористого тела в 1-3 сечениях при испарении воды от температурного напора

8 д, кЛлА^ч

|| -I

С0 ^ 0 17 * | 08. ' 1 И

У

--1 ' '

Рнс 11 Зависимость коэффициента теплоотдачи а при испарении воды от пористости П в интервале от 0 до 1 и температурного напора Ы

а, Вт-*1 С

На разработанной аэродинамической установке у поверхности испарения (этиловый спирт) проведено локальное зондирование лазерным пучком в последнем сечении в 2-х точках по высоте В результате измерения в зоне испарения обнаружены неоднородности размером 8,2 мкм В объеме перетяжки лазерного пучка диаметром 52 мкм их содержалось 8 штук При определении абсолютной спектральной плотности колебаний лазерного пучка отмечено значительное увеличение скорости «уноса» частиц в поток (рис 12) в диапазоне температур 20 - 50 °С Измеренный временной сигнал подвергался преобразованию Фурье [Дженкинс Г, Ватте Д ], в результате которого он превращался в амплитудочастотную характеристику По результатам полученных экспериментально характеристик очевидно, что отрыв с поверхности частиц - рассеивателей имеет место Процесс уноса капель характеризуется узким спектральным пиком на спектрограмме в диапазоне частот порядка 26 кГц (рис 13)

°с - I 4

1 1 У

—^

— — — — — ---— -

1 V»

0 1 2 ' Е|, усл. ед

Рис 12 Зависимость спектральной плот- Рис 13 Спектрограмма процесса колебаний ностк энергии колебаний Е, лазерного пульсаций интенсивности лазерного зонди-пучка от температуры ядра потока рующего пучка от температуры ядра потока

Г-20 °С, 2-45 °С, 3 - 95 °С При тестировании эксперимента, т е при наличии потока теплоносите-

ля, наличии градиентов температур, но при «сухом» капиллярно-пористом теле, отмеченных выше характерных пиков не наблюдалось

Важной задачей при выявлении потенциала энерго- и ресурсосбережения в низкотемпературных теплотехнологических процессах является разработка математических моделей неравномерного тепломассообмена в рабочих камерах аппаратов и элементах оборудования с конвективным массоотводом при различных физических механизмах теплоподвода

В работе для исследования нестационарных полей влагосодержания и температуры в процессах термовлажностной обработки термически толстых капиллярно-пористых коллоидных тел взята математическая модель, базирующаяся на системе нелинейных дифференциальных уравнений для внутреннего влаго- и теплопереноса [Лыков А В ].

„ а да

от 5x1 дх.) от

до д ( да . а ^ ...

(5)

где ага, Я, 8 - соответственно коэффициент потенциалопроводности, теплопроводность и термоградиентный коэффициент, С, г, е - удельная теплоемкость, теплота фазового перехода и критерий фазового превращения,

В математической модели поверхностного испарения [Смагин В В , Бо-яршинов Б Ф ] предложены универсальные граничные условия, в которых учитывается снижение действительной движущей силы внешнего массопе-реноса за счет изменения поверхностного влагосодержания и интенсивности испарения Модель поверхностного испарения описывает непрерывно как в 1-м, так и во П-м периоде сушки весь процесс как в жестких, так и мягких условиях сушки

Граничные условия при конвективной сушке капиллярно-пористого тела в форме пластины можно записать в виде

-О,-/?,, Дп(Рте -Рда) г(1-гМ (6)

+ Дп(Р№-Рв)=0 (7)

Начальные условия, {(х) = 10 = Д'х), ©(х) = со0 = Дх), (8)

где рр, се. 0О - соответственно коэффициенты массообмена и теплоотдачи, начальная плотность, Дп - критерий поверхностного испарения, определяемый по отношению действительного перепада движущей силы внешнего массо-переноса к максимально возможному

Критерий поверхностного испарения учитывает также реальные свойства конкретного материала

где Ри - парциальное давление пара у поверхности мениска, Р - полное дав-

ление в сушильном агенте; Rf - критерий интенсивности испарения, представляющий собой отношение диффузионных сопротивлений пограничного слоя и устьев капилляров с учетом действительного проходного сечения для пара.

Критерий интенсивности испарения учитывает также факторы, влияющие на массоперенос, такие, как характерный размер пор, пористость материала П:

Rf=(ffl-n /юм)2/3, (10)

где сом - влагосодержание намокания.

Алгоритм решения нелинейной краевой задачи влаго- и теплопереноса в капиллярно- пористых телах (уравнения 4,5,6,7,8) реализован программно на языке - «Pascal». Для температурных режимов, пористости, коэффициентов влаго- и теплопереноса и термодинамических характеристик пористых

n jOTamjo rr/"ir> гдглгтлттт ont>omir iv гтт-vi/ т,тслпапт^аттто пт гта»* гтлттгчтютттхтх ттпАпал

ши; pi-iix. ikj и ^ Aipn i tuauiiuavi п^^-.ч^Дииидixxri 11

сов испарения, выполнено тестирование разработанной программы «Fields». Для обработки выходных данных (количество численных значений более 40000) разработана программа «Picture», позволяющая представлять интегральные и текущие числовые данные в виде графиков в размерных координатах.

Результаты расчета процесса сушки различных пород древесины (сосна - рис. 14, береза - рис. 16) удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными работы [Шубин Г.С.] и располагаются в диапазоне изменения влагосодержания материала вследствие изменения пористости (темный фон) в соответствующих временных интервалах продолжительности сушки.

V

л \ / ,1 vC 1.-bD,! 2,П=0.в

II / N С«». а)

/ "Ч "V ч. к.

ч.......... й=3 a=4.s i

Рис. 14. Кривые сушки сосны толщиной 25 мм при изменении пористости (а) и совмещенные кривые распределения вла1 и в древесине (б) при пористости 0,1 и 0,5 при сушке сосны в интервалах по времени: 1-8; 2-16; 3-24: 4-32 часа. Точки - эксперимент (Г.С.Шубин).

Расчет процесса сушки сосны толщиной 25 мм выполнен при условиях: шн = 30 %, ©к = 5 %, = 70 °С. При изменении пористости материала с 0,1 до 0,5 (рис. 14а), продолжительность процесса сушки уменьшается на 12-13 %. Эволюция полей влагосодержаний и температур представлена на рис. 15.

Рис. 15. Развитие полей переменных физических величин при сушке сосны: температур (вариант а) и влагосодержаний (вариант б) в соответствующих координатах (в), (г).

6 1Е.2 зо.е К,5 1 60593 120ЛМ 16Э/.ЗЭ ЗШ

1 ,«э.;эв | азяо ЗЛЕ и а 10 /м

О 7 '4 -Л 2Й 35

Рис. 16. Кривые сушки березы толщиной 20 мм при изменении пористости (а) и совмещенные кривые распределения влаги в древесине (б) при пористости 0.1 и 0,5 при сушке березы в интервалах по времени: 1-7; 2-15; 3-30; 4-37 часов. Точки - эксперимент (Г.С.Шубин).

Неучет влияния пористости (в диапазоне 0,! и 0,5) приводит к увеличению продолжительности сушки березы на 18-19 % (толщина 20 мм, сон = 100

%, шк=12%,1с = 50"С). [

В пятой главе рассматриваются результаты численных исследований взаимосвязанного тепломассопереноса в промышленных установках с помощью разработанных программных продуктов и вычислительного комплекса РНОЕ МС8.

В результате параметрических исследований по определению распределения скоростей на выходе из отверстий газораспределительного аппарата | высокопроизводительных сушильных установок (рис, 17) при изменении конфигурации и углов наклона его верхней пластины был получен рацио- г нальный вариант конструкции, обеспечивающий увеличение скоростного на- | пора в правой части и его понижении в левой в пределах экспериментально полученных величин и возможность управлять количеством подводимого к материалу тепла, а значит и интенсивностью и скоростью сушки.

Рис. 17. Распределение скоростей энергоносителя ! по длине распределительного устройства при ра- I цяональном изменении конфигурации (а) и существующего варианта (б) верхней пластины: 1 -газораспределительный аппарат; 2 - эксперимент; !, % 3 - расчет.

Также была выполнена оценка влияния переменных по длине динамических характеристик предлагаемой конструкции распределительного аппарата и температурного фактора на процесс теплообмена в канале между полотном сушимого материала и корпусом аппарата (рис 8)

Скорость теплоносителя и0 менялась от величины, полученной в экспериментах и взятой за 100%, до и1=111,9% и и2=87,2%, что находится в расчетном диапазоне изменения скоростей, соответственно, в правой и левой частях распределительного короба Рассчитывались также локальные и интегральные значения коэффициентов теплоотдачи в исследуемой области При увеличении скорости и0 до и! коэффициент теплоотдачи а растет на 11,2%, что весьма существенно скажется на интенсивности и скорости сушки, а при снижении скорости а падает на 15,3%

Еще большей интенсификации тепломассообмена будет способствовать изменение величины зазора Н только в хвостовой (правой) части распределительных коробов При варьировании величиной зазора на ±28% (Н] -исходный вариант, рис 18) коэффициент теплоотдачи возрастает до 8,2 % (поджатие) и при увеличении Н соответственно падает на 17,1%

В работе выполнены расчетные исследования по интенсификации тепломассообмена при различных методах (способах) укладки элементов пористых пиломатериалов по объему штабеля (рис 19). Распределение полей температуры и скорости потока при стандартном рабочем режиме (рис 19а) получено для условий температура мокрого термометра 35 °С, температура основного потока 90 °С, начальная скорость потока 1,4 м/с

При совершенствовании аэродинамической обстановки в крупногабаритных сушилках «Валмет» происходит увеличение скорости потока в верхней части рабочей камеры. Возрастание скорости в распределительной зоне всего на 4-5 % приводит к увеличению скорости потока и в канальной зоне между элементами сушимого материала, расположенного в виде непрерывного полотна в штабеле, уже на 16-18 %

Установление проходных каналов между элементами сушимого материала (рис 196) позволяет увеличить температуру в зоне между элементами от значения температуры мокрого термометра (при вычислительном эксперименте 35 °С) на 60-90 %, то есть температурный фактор в этом случае составляет Т/Г„ = 1,45 -1,95 (рис 19в)

а / а

Рис 18 Изменение коэффициента теплоотдачи а в канале между нижней стенкой распределительного аппарага и полотном сушимого материала

0 0 07 0 14 /,м

Основным препятствием для быстрой сушки многих материалов является их растрескивание, вследствие объемно-напряженного состояния сушимого материала свыше предельно допустимого, обусловленного прочностью материала.

Рис. 19. Схемы расчетных участков в рабочей камере сушильной установки: а) при укладке без зазоров; б) при укладке с равномерными зазорами между элементами сушимого материала в пределах 20 % от их поперечного размера; в) распределение полей температуры и скорости потока в средней канальной зоне между элементами сушимого материала при укладке с равномерными зазорами.

Ученые Лыков А.В.,'Чижский А.Ф. и другие, изучавшие причины возникновения трещин при усадке материалов, также отмечают, что их появление обуславливается неравномерными полями температур, внутренним парообразованием и г лавным образом неравномерным распределением влагосо-держаний.

В результате решения системы дифференциальных уравнений (4,5) тепло- и массопереноса при условии постоянства коэффициентов аш, 5 и А применительно к неограниченной пластике получают следующие соотношения в f критериальной форме для параболического распределения температуры и [ влагосодержания внутри материала [Лыков A.B.]:

И)„-0. 1 , ч t„ -t„ 1

-У-- = —Kim(l + <?PnKoLu); ——— = —Kim f .KoLu, (11) u

ü>n-&n 2 tr-tn 2 i

Если температура в любой точке тела одинакова ta = tu = const и равна температуре мокрого термометра, то в этом случае массообменный критерий Кирпичева:

Как следует из соотношения (12), минимальная величина критерия Клт —» 0 будет соответствовать бесконечно медленной сушке яри условии, когда Шц —> (0„; максимальное значение - когда влагосодержание на поверхности близко к равновесному ©„ - сор, а влагосодержание центра равно начальному влагосодержаняю соп = &0, при этом Клт -- 2. Следовательно:

г

(12)

0<Клт<2 (13)

Критерием трещинообразования согласно [Лыков А В ] можно принять относительный перепад между средним со и локальным со влагосодержания-ми по отношению к начальному влагосодержанию а0, т е

Ш ~о

К = ■

(14)

Для удобства расчета принимаем в качестве критерия поверхностного трещинообразования критерий К.1т, который в 3 раза больше критерия К Критерий К.1т может служить критерием поверхностного трещинообразования и в начальные моменты сушки (Р0 «0,1) Определить Кгт можно различными способами, например по интенсивности испарения ] (т), по перепаду влагосодержания (соц - соп) или по поверхностному градиенту влагосодер-жания

ашРо®о

К.(УгУ

)п =2К

■Сп)

С0п

СОг.

(15)

Неравномерное поле влагосодержаний обусловлено неравномерным распределением, в частности, скорости сушильного агента по поперечному сечению рабочей камеры сушильной установки. Это влияет не только на длительность, но и на качество высушенного материала, что в работе показано на примере влияния нескольких неравномерных профилей скорости сложной конфигурации

Ниже показано влияние неравномерного профиля скорости при сушке сосны на распределение влагосодержаний внутри материала по высоте рабочей камеры с принудительной реверсивной циркуляцией средней интенсивности (рис 20а) (скорость воздуха - 1 м/с, ширина штабеля 1,5 - 2 м)

и, М'СГ

Ик

2

К!

а)

/0 б)

2 > 4

1 ч <1

ч 12 11

3 № сектора

3 Л» сектора

3 № сектора

Рис 20 Распределение а) - неравномерного поля скорости, б) - конечного влагосодержания, в) - значений критерия Кь для фиксированных временных интервалов по высоте рабочей камеры (1, 2, 3, 4 секторы)

Для нескольких осредненных значений скорости сушильного агента в соответствующих секторах по высоте рабочей камеры с помощью разработанной программы рассчитано время сушки образца древесины с постоянными техническими характеристиками режима сушки Отмечается изменение

конечного влагосодержания древесины для одного и того же временного интервала сушки (рис 206)

Для этого же расчетного варианта при ti = 70 °С по перепаду влагосодержания в центре аи и на поверхности соп для каждого значения скорости U], U2, из, U4 в соответствующих точках профиля для одного и того же временного интервала в периоде постоянной скорости сушки определен критерий Кирпичева Kim по зависимости (15), распределение соответствующих значений которого представлено на рис 20в

При сравнении полученных критериев Клш с его определяющим значением (пунктирная линия) отмечаются зоны повышенных величин критерия трещинообразования и соответствующие зоны превышения осредненного значения скорости (рис 20а - заштрихованная область) сушильного агента в основном в секторе № 1 по высоте рабочей камеры сушилки

Таким образом, в отмеченных зонах и возможно появление трещинообразования, а значит и технологического брака при термообработке материала, для исключения которого необходимо выравнивать профиль скорости до пограничных значений, полученных в расчетных исследованиях (для представленного на рис 20а расчетного варианта, к примеру, не более 12 %) С увеличением температуры сушильного агента (ti < t2 < t3) в отмеченных зонах вероятность появления технологического брака также возрастает (рис 206 и в)

Одновременно в области пониженных скоростей сушильного агента (рис 20а, сектор 4) отмечается также и увеличение конечного влагосодержания (рис 206, сектор 4) При его сравнении с нормативными показателями качества сушки пиломатериалов [Богданов Е С ] для, в частности, III категории качества конечное влагосодержание для варианта на рис 206 не превышает предельный перепад влагосодержания по толщине заготовок из древесины (3,5 %) для рассматриваемого наиболее благоприятного варианта неравномерного профиля скорости

Для более значительных перепадов скорости по высоте рабочей камеры, например, для представленного на рис 21а поля скорости зона возможного появления трещинообразования расширяется (рис 21 в, секторы 1 и 2)

и, м/с 1,5

1

0,5

м

№

Ю, %-

i

б)

Ki„

0,5

0

в)

е

\

3 № сектора

3 № сектора

3 № сектора

Рис 21 Распреде тение а"1 - неравномерного поля скорости б) - конечного влагосодержания, в) - значений критерия Kim для фиксированных временных интервалов по высоте

рабочей каамеры (1,2, 3, 4 секторы)

В этом случае конечное влагосодержание для III категории качества превышает предельный перепад влагосодержания (3,5 %) на 5 %, что свидетельствует о том, что возможен технологический брак при механической обработке и сборке деталей из пиломатериалов, прошедших термовлажностную обработку в секторе 3 по высоте рабочей камеры

Подобные и другие виды профилей, рассмотренные в работе, со значительными перепадами скорости неоднократно фиксировались при исследованиях аэродинамической обстановки рабочих камер теплотехнологического оборудования в промышленных, а также лабораторных условиях (глава 6)

Необходимо также отметить, что в показателях качества сушки, разработанных, в частности для пиломатериалов, отсутствуют какие-либо технические условия или показатели, указывающие на возможность появления технологического брака и оценки его величины вследствие трещинообразо-вания и коробления

На основе разработанной программы «Fields» в работе проведены параметрические расчетные исследования внутреннего тегогомассопереноса в капиллярно-пористых телах с учетом влияния внешнего температурного и динамического факторов на изменение внутренних полей температуры и влагосодержания материала. В частности, отмечается достаточно значительное влияние пористости древесины на продолжительность процесса сушки (до 20 и более %) и развитие полей физических величин при сушке

В шестой главе рассматриваются вопросы энергосбережения при рациональном энергопользовании за счет управления аэродинамической обстановкой в теплотехнологических установках и других энерго- и ресурсосберегающих технических и технологических решений

Отмеченные ранее нарушения режимов сушки из-за неравномерности распределения полей скоростей сушильного агента в камерных установках «Валмет» (рис 1а) предопределяют неблагоприятные условия для сушки не только для верхнего пакета первого штабеля, но и, очевидно, для последующих штабелей сушимого материала по длине рабочей зоны, что подтверждается и результатами теплозизионных исследований (рис 2, 3) Для выравнивания скорости, а значит и интенсивности сушки по высоте штабеля, необходимо выравнить эпюру скорости, а значит и распределение теплового потока на входе в рабочую зону перед первым штабелем пиломатериалов

Результаты численных исследований процесса гидродинамики и теплообмена, проведенных с помощью вычислительного комплекса PHOENICS, которые также достаточно хорошо согласуются с данными прямого промышленного эксперимента, показывают, что значительная неравномерность распределения физических параметров по газовому тракту сушилки вероятно не учитывалась при проектировании (рис 226, в) Поэтому размещение штабелей материала в камере практически не меняет аэродинамической обстановки (рис 16)

В результате проведенных комплексных экспериментальных исследо-

ваний в промышленных и лабораторных условиях газодинамики сушильной камеры была получена такая форма и место расположения дополнительного распределительного устройства, которые позволили получить технически равномерную эшору скорости (рис. 22а) перед первым штабелем сушильного материала.

1

с 1 1

чЕГ / и

а) 83

—-

'О О' 'О О 1

©

: тлен

II

Рис. 22. Усовершенствованная схема узла подачи сушильного агента в рабочую зону (а), распределение полей скорости (б) и давления (в) в узле подачи и распределения энергоносителя сушильной машины (без штабелей материала): 1 - дополнительное распределительное устройство; 2 - осевой вентилятор; 3 - штабель сушимого материала; 4 - рабочая зона сушильной камеры.

Снижение технологйческого брака (который достигает 4-5% и более) по указанным выше причинам только на 1 % позволит в год получить дополнительно порядка 147,5 кондиционной продукции на одну сушильную камеру или около 3540 м^ в целом по деревообрабатывающему заводу ОАО «Целлюлозно-картонный комбинат» (всего 24 камеры).

Надежность работы котлоагрегатов во многом зависит от аэродинамической обстановки в топке. Шлакование поверхностей нагрева задней стенки топки котлоагрегата Б - 50 -14 в пределах отметок 5 - 8 м приводит к аварийному останову котла и значительному росту эксплуатационных затрат. Поиск рациональной аэродинамической обстановки в топке проведен при численном и экспериментальном моделировании. Эффективность работы заднего дутья (ЗД) зависит от расположения данного узла по высоте заднего экрана, угла подачи воздуха, скоростных характеристик потока. Перечисленные рабочие параметры узла ЗД, очевидно, требуют непременной адаптации при выборе конструкции горелок, варьировании их модификациями, пуске котла в эксплуатацию и т. п.

Характер распределения эпюр скоростей вторичного воздуха (ВВ) и заднего дутья идентичен во всем исследованном диапазоне скоростей (рис. 23), в том числе при различных вариантах подачи ВВ через сопла горелок (конструктивные особенности которых приведены в работе) в топочное пространство, и отличается, как правило, величиной векторов скоростей в профилях.

При исследованиях получено, что наибольшая эффективность воздуш-

ной завесы ЗД наблюдается когда узел располагается по высоте заднего экрана котла на отметках 8,15 - 8,35 - 8,55 м с соответствующими углами подачи потока а = 20 - 22 - 25 0 При этом соотношение расходов потоков энергоносителей из горелок и узла подачи заднего дутья может варьироваться в пределах Овв / Озд = 2,8 - 3,5 (рис 24А) В этих условиях достигается наиболее эффективная турбулизация потоков в топочном пространстве и падение скорости затопленных струй ВВ из горелок в районе заднего экрана до значений 11вв = 0,5 - 0,7 м/с

Рис 23 Распределение эпюр скоростей вторичного воздуха в топочном пространстве 1 - эжекционные горелки (1-й вариант), 2 - узел заднего дугья, 3 - продольный разрез топки котла, 4 - профиль скорости вторичного воздуха 5 - профиль скорости заднего дутья Пунктирная линия - деформация профилей ВВ при одновременной подаче заднего дутья

При рассмотрении 2-го варианта горелок (более равномерное распределение потоков ВВ в среднюю и нижнюю часть топки) наибольший защитный эффект достигается при установке узла подачи ЗД на отметках 8,2-8.358,6 м с соответствующими углами атаки а = 20 - 22 - 24° При соотношении расходов встречных потоков в пределах Овв / Озд = 2,7 - 2,9 наблюдается падение скорости аэросмеси вблизи заднего экрана до иВв = 0,35 - 0,55 м/с (рис 24Б)

Рис 24 Дальнобойность струй вторичного воздуха в горизонтальном сечении при выключенном (а) и включенном ^б) потоке заднего дутья А) - 1-й вариант горелок, Б) - 2-й вариант горелок

Результаты численных исследований (рис 25) достаточно хорошо согласуются с экспериментальными данными Использование результатов исследований позволило практически исключить аварийные ситуации вследствие не эффективной работы возд>шных завес заднего дутья Работа имеет практическое применение на центральной котельной Братского алюминиево-

го завода.

Для минимизации эксплуатационных и капитальных затрат для проектируемой системы сушки спецодежды персонала литейного производства алюминиевого завода в качестве сушильного агента (СА) использован воздух низких параметров бытовых помещений предприятия, возможность применения которого, в свою очередь, зависит от времени сушки материалов, причем в ограниченном временном интервале (14-16 часов).

ШШВЙШЙ!

?.31Е»80 И1п. :

в

Рис. 25. Распределение профилей скорости основного потока вторичного воздуха (а) и давления среды в топочном пространстве (б) при иВв = 15 м/с (первый вариант горелок), заднее дутье включено (соотношение Овв/ОзЯ = 2,8): 1 - подача вторичного воздуха; 2 - подача заднего дутья.

Наиболее предпочтительным для изучения кинетики сушки представляется метод обобщенной кривой сушки [Красников В.В.], позволяющий по одной кривой сушки учесть специфику конкретного сушимого материала и условия его обтекания воздушным потоком, для получения которых для каждого объекта сушки была изготовлена опытная аэродинамическая установка, работающая на отсасывание. Полученные экспериментальные данные по кинетике сушки верхней спецодежды войлочного покрытия позволили получить индивидуальные коэффициенты для каждой обобщенной кривой сушки и возможность рассчитывать продолжительность сушки т для каждого образца до любого заданного конечного влагосодержания сок в зависимости от различных начальных условий. Так, например, кривые сушки описываются полиномиальными (16, 17, 18) кривыми (брюки, куртка и валенки, соответственно), а сообщенные кривые сушки - соответствующими полиномиальными кривыми (19, 20, 21).

Ю1 = 0,0006т + 0,0159т - 1,6203т + 24,071 сэ2 = 0,6569т + 14,981 ш3 = -0,4703т + 9,4293 (со-Юр)1 = -5Е-05Ыт3 + 0,015214т2 - 1,0957№ + 22,311 (ш-с0р)2 = -0,4896Мт + 13,833 (со-Шр)з = -0,3128№ + 7,2917

(16)

(17)

(18)

(19)

(20) (21)

Успешное использование низкопотенциальных ВЭР при отмеченных выше неблагоприятных условиях (низкая температура сушильного агента,

ограниченное время сушки и др.) стало возможным при проведении численных исследований по повышению эффективности процессов сушки за счет улучшения аэродинамической обстановки в рабочей зоне (выравнивание профилей скорости (рис. 76) за счет организации рационального всестороннего обтекания сушимых образцов - рис. 26).

Рис. 26. Схема размещения объектов сушки при организации сети проходных каналов: а) и б) (продольный и поперечный разрезы) - поле температуры теплоносителя; в) - профили скорости теплоносителя (1, 2, 3,4 - образцы сушимого материала).

Для сведения к минимуму материальных затрат в проектируемой системе сушки использованы элементы уже имеющегося оборудования «бытовок», а именно: индивидуальные шкафчики для хранения рабочей одежды и воздушная сеть принудительной вентиляции. Разработанная система сушки рабочей одежды эксплуатируется во всех цехах металлургического предприятия.

В работе для сушильных ленточных установок «Рауте» (рис. 4) проведено исследование аэродинамических характеристик газораспределительных устройств (рис. 27) и газового тракта, которые показали, в частности, снижение в 1,21+1,29 раза скорости на выходе из перфорированных отверстий аппаратов. Кроме того, на последнем нижнем этаже напорной части газового тракта сушилки выявлена застойная зона, приводящая к дополнительным потерям напора в целом по газовому тракту и особенно значительно на V этаже, а также к увеличению теплопотерь через поверхностные ограждения установки, что приводит к снижению и температурного напора сушильного агента.

/ / - ' - N \ \

а) / \ \

\ \

и/и,

0,7 0,8

/

б)

0,8

1 0,9 0,8 0,7 Я 1 0,9

Рис. 27. Изменение скорости сушильного агента при уменьшении живого сечения 8 газораспределительного устройства: а) - правая половина нижней пластины; б) - левая половина нижней пластины (сплошная и пунктирная линии - соответственно для существую-

щей и предла1 аемой конструкции аппарата)

Расчетный эксперимент и исследование на физических моделях в лабораторных условиях по поиску рациональной конфигурации газораспределительного устройства в конечном итоге позволили получить конструкцию аппарата (рис 4, позиция 11), позволившую увеличить скорость в зонах повышенных влагосодержаний полотна сушимого материала, т е справа - до 8% Дополнительное снижение величины проходного сечения для потока в левой части распределительного устройства до 20-30% (рис 27а,б) позволяет увеличить скорость справа уже до 12,0-14,0% при одновременном понижении скорости в левой части аппарата на 24-38%

Годовой экономический эффект от внедрения предложенных рекомендаций, в частности по снижению конечного влагосодержания полотна сушимого материала в целом по заводу, а значит и величины технологического брака готовой продукции из-за неравномерности сушки по ширине полотна, часть которых приведена в работе, составил 15080 тут.

Основные обозначения

С - удельная теплоемкость, Дж/(кг К), X - теплопроводность, Вт/(м К), р -плотность, кг/м3, г - теплота фазового превращения, Дж/кг, с - критерий фазового превращения, П - пористость, А - амплитуда сигнала, мВ, Е - спектральная плотность излучения, ус ед , шн, со!( - соответственно начальное и конечное влагосодержание, %; / - линейный размер, м, w - частота. Гц, U. V - составляющие скорости, м/с, Uc - осредненная скорость, м/с, Tu - степень турбулентности основного потока, F - интенсивность вдува, а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К), 5 - толщина гидродинамического пограничного слоя, м, Re, Le, Fo, Рп, Ко - соответственно критерии Рейнольдса, Льюиса, Фурье, Поснова, Коссовича, Kim - массообменный критерий Кирпичева; qM -интенсивность испарения, кг/(м2 ч), qw - плотность теплового потока, кДж/(м2 ч), N - скорость сушки, 1/с, G - расход теплоносителя, кг/с, со - влагосодержание материала, %, шР - равновесное влагосодержание на сухую массу, кг/кг, R - толщина материала, м, W — среднее влагосодержание, % Нижние индексы е - по внешней границе; w - у стенки, п - поверхность, ц -центр, с - среда, о - начальный, с а - сушильный агент

Основные выводы

Экспериментальные и теоретические исследования, посвященные изучению и управлению внешним и внутренним тепломассопереносом при тер-мовлажностной обработке дискретных термически толстых капиллярно-пористых коллоидных материалов путем целенаправленного изменения аэродинамической обстановки в энергоемких теплотехнологических установках выполненные, в основном, автором и под его научным руководством, позволили сформулировать и научно обосновать прогрессивные технические

и технологические решения

Основные научно-технические результаты формулируются следующим образом

1 Разработана физически обоснованная модель и расширены возможности использования в условиях неравномерных полей плотности потоков массы и энергии системы уравнений взаимосвязанного тепломассопереноса в термически толстых капиллярно-пористых телах, позволяющие исследовать и рассчитывать кинетику и динамику сушки, протекающих как в 1-м, так и во Н-м периодах сушки, за счет учета влияния изменения поверхностного влаго-содержания и интенсивности испарения на действительную движущую силу внешнего массопереноса

2 Экспериментальным путем в лабораторных условиях на аэродинамических установках получены новые опытные данные

- по влиянию поровой структуры (П = 0,18 - 1,0) влажных материалов на интенсивность испарения различных жидкостей в диапазоне температур сушильного агента от 15 до 130 °С, позволившие скорректировать математическую модель сушки термически толстых материалов количественным учетом влияния исследованных факторов в универсальных граничных условиях,

- при локальном зондировании лазерным пучком над поверхностью влажных материалов, по размерам, количеству капель жидкости в пограничном слое, параметрам режимов тепловой обработки, при которых возможен объемный сток тепла, отсутствие которых снижает точность расчетов габаритов теплотехнологического оборудования,

- по коэффициентам конвективной теплоотдачи к влажным пористым материалам и характеру их эволюции по длине опытного участка при изменении параметров режима сушки (и = ~ 3 - 15 м/с, г = 15 - 130 °С) путем тер-моанемометрического исследования динамических и тепловых пограничных слоев,

- по аэродинамической обстановке в трехмерных моделях (масштаб 1 50, 1 75) рабочих камер установок и их элементов (газораспределительные устройства, сопловые сушилки для шпона, камерные сушилки для пиломатериалов, топочные пространства котлов промышленных предприятий и т д);

- с помощью прецизионной термоанемометрической аппаратуры по влиянию направленного вдува инородного газа с различной интенсивностью, более легкого по сравнению с основным газовым потоком, на развитие ос-редненных и пульсационных характеристик турбулентного бинарного (концентрационного) пограничного слоя (а = 15 - 165°; Б = 0,1 - 0,6 % и Ти = 0,5 - 12,6 %)

3 Получены с помощью тепловизионных исследований новые опытные данные по температурным полям в крупногабаритных штабелях (6x4,5x1,5 м) пиломатериалов и проведена их корреляция с аэродинамической обстановкой на входе и выходе сушильного агента из штабеля

4 Проведена насгройка и адаптация вычислительного комплекса РНОЕЫЮБ для решения задач исследования и проектирования рабочих ка-

мер крупнотоннажных конвективных теплотехнологических установок, в которых целенаправленными конструктивными приемами осуществляется воздействие на неравномерность тепломассообмена с целью снижения интегрального времени термической обработки материалов и нерациональных энергетических затрат

Выполнены численные исследования по поиску путей создания рациональной аэродинамической обстановки в рабочих камерах и каналах тепло-технологического оборудования

- при перераспределении газовых потоков при широкомасштабной термообработке товарной пилопродукции, обеспечивших снижение брака готовой продукции минимум на 4%, что составляет для ЛДЗ ОАО «ЦКК» в г Братске, где установлен 24 сушильные камеры финской фирмы «Валмет», экономию в целом по заводу до 19100 тут в год Для ЗДСП ОАО «Усть-Илимский ЛПК», где установлено 36 аналогичных крупногабаритных сушильных машин экономия по отмеченным выше причинам составляет 28650 т у т в год;

- путем совершенствования сопловых раздаточных элементов при сушке тонких гибких материалов из различных пород древесины, промышленное использование которых позволило снизить технологический брак из-за неравномерности высушивания по ширине полотна лущеного шпона, термооб-рабатываемого на конвективных ленточных установках с импактным набеганием теплоносителя финской фирмы «Рауте», на 2,6% (или 1370 ту т на одну установку),

- при организации всестороннего энергоподвода при тепловой обработке текстильных материалов сложной геометрической формы, позволившего в результате расчетно-лабораторных исследований выявить возможность использования низкопотенциального тепла воздуха систем отопления центральных бытовых цехов Братского алюминиевого завода для сушки специальных материалов в ограниченном временном интервале,

- при организации направленной и дозированной подачи встречных потоков основного и заднего дутья с целью управления геометрическими характеристиками факела в камерных пылеугольных топках котлоагрегатов Последнее дало возможность повысить надежность и снизить непроизводительные затраты за счет определения рациональных пространственных рабочих параметров узла подачи заднего дутья и расходных характеристик горе-лочных устройств, что позволило получить годовой экономический эффект 815 ту т на один из котлоагрегатов Б-50-14, установленных на центральной котельной БрАЗа,

- путем рациональной укладки в рабочих камерах термообрабатьшае-мых капиллярно-пористых материалов в пакеты, штабели, сэ™ки,

- при устранении застойных зон с обратными вихревыми потоками в газораспределительных и газоподводящих каналах рабочих камер со сложным энергоподводом к сушимому материалу, позволившие в крупногабаритных конвективных сушильных установках снизить гидравлические потери на 1,5-2%,

- при варьировании высотой проходного сечения до 28% при конвективном высокоэффективном сопловом энергоподводе к материалу с целью локального устранения s-образных профилей скорости сушильного агента достигнуто увеличение коэффициента теплоотдачи до 8,2%, что приводит к экономии энергозатрат 123 т у т в год на одну установку

Основные публикации по теме диссертации

1. Федяев A.A. Снижение внеплановых энергозатрат при управлении аэродинамическими режимами в топке котла. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 3-4. Казань: КГЭИ, 2000г. - С. 3640.

2. Федяев A.A. Ресурсосбережение при широкомасштабной сопловой сушке длинномерных материалов. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 5-6. Казань: КГЭИ, 2000 г. - С. 63 - 69.

3. Федяев A.A. Повышение энергоэффективности сушильных машин при термообработке пилопродукции. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 5-6. Казань: КГЭИ, 2002 г. - С. 32 - 37.

4. Федяев П.А., Федяев A.A., Данилов О.Л. Численные исследования по снижению энергозатрат в технологической цепочке многокорпусная выпарная станция - содорегеперационный котлоагрегат. Промышленная энергетика - 2007. - № 1. - С. 38-42,

5. Федяев A.A. Совершенствование аэродинамических характеристик топки котлоагрегата для снижения эксплуатационных затрат. Промышленная энергетика - 2007. - № 10. - С. 35 - 37.

6. Федяев A.A. Программное обеспечение для исследования внутреннею влаготеплопереноса в капиллярно-пористых телах. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 7-8. Казань: КГЭИ, 2007 г. - С. 135-138.

7. Федяев A.A., Данилов ОЛ. Повышение энергоэффективности сушильных установок при термообработке пиломатериалов. Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И.Вавилова, - 2007. - № 6. - С. 62 - 65.

8. Федяев П.А., Данилов О.Л., Федяев A.A. Численные исследования энергетических выгод утилизации горючих ВЭР целлюлозно-бумажного комбината. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений, № 9-10. Казань: КГЭИ, 2007 г. - С. 130 -133.

9. Федяев A.A. Исследование внутреннего тепломассопереноса в дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалах. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 11-12. Казань: КГЭИ, 2007 г. - С. 129 -132.

10. Федяев A.A. Повышение эффективности неравномерной сушки длинномерных материалов. Промышленная энергетика — 2007. - № 12. -С. 30 - 33.

11. Федяев A.A. Энергосбережение при сушке пиломатериалов за счет кинетической оптимизации. Вестник КрасГАУ. - 2008. - № 1 (22). С. 228-232.

12 Федяев А А Определение объемной концентрации в газовой смеси воздух-гелий в турбулентных потоках Тезисы докладов 4-й Всесоюзной школы - семинара «Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена и пути повышения эффективности энергетических установок» Волгоград, МВТУ, 1987г - С 156

13 Трофимова С А, Драгун JIH, Черутова М.И, Федяев А А, Слин-кова О К, Царев А А Выбор показателя эффективности ремонтного производства Москва, «Энергетика и электрификация» Серия- Экономика энергетического строительства Экспресс-информация Выпуск 2,1982 г -21 с

14 Адомавичюс А А, Федяев А А., Сергиевский ЭД Исследование процессов тепло- и массообмена и гидродинамики в газовых трактах сушильных установок Материалы конференции «Совершенствование технологических процессов производства, их механизация, автоматизация и внедрение результатов» Механика 88, Вильнюс, 1988г - С 32-35

15 Motulevich V Р, Sergievsky Е D , Fedyaev А А, Shitov N F Heat and mass transfer m the channel with oriented injection Proceedings of the First World Conterence on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics held September 4-9, 1988, in Dubrovnik, Yugoslavia S 1777- 1780

16 Сергиевский Э Д., Федяев А А Турбулентный пограничный слой в бинарных зонах смешения Тепломассообменные процессы в аппаратах промышленной теплоэнергетики Сб науч трудов МЭИ № 173, 1988 г - С 27 -32

17 Адомавичюс А А, Миронов А К , Сергиевский Э Д , Федяев А А Исследование характеристик датчика объемной концентрации примеси в бинарных потоках Каунас политехнический институт-Каунас, 1989г. -9с ил -Библиогр 3 назв Рус -Деп в ЛитНИИНТИ 19 01 89, № 2284 - ЛИ -9с

18 Федяев А А., Данилов ОЛ, Сергиевский ЭД Структура турбулентного пограничного слоя в условиях неизотермичности (болгарский яз ) Научная сесия «ВМЕИ» Ленин «89»-София, 1989г - С 86.

19 Fedyaev А А, Mironov А К, Sergievskiy Е D An Experimental Investigation of Binary Turbulent Boundary Layer Structures Dantec Information "Measurement and Analysis September 1990" S 13-15

20 Федяев A A. Шитов H Ф, Харламов С H Структура неизо термического турбулентного пограничного слоя «Оптимизация процессов тепло- и массопереноса в аппаратах промышленной теплоэнергетики» Сб науч трудов № 239, M , Моек энерг ин-т, 1990г - С. 35 - 42

21 Федяев А А, Данилов О Л, Сергиевским ЭД, Федяева В.Н Конвективная ленточная сушилка Авторское свидетельство № 1726934 15 12 91г

22 Федяез А А, Видин Ю В Влияние аэродинамической обстановки в гопке котла на снижение эксплуатационных затрат Гидродинамика больших скоростей. Вестник Красноярского государственного технического универ-

ситета Выпуск 19 Красноярск КГТУ, 1999 г - С. 122 - 125

23. Федяев А А Использование низкопотенциального тепла металлургического предприятия на бытовые нужды Тезисы докладов Международной конференции молодых специалистов и ученых алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Санкт-Петербург АО ВАМИ, 1999 г - С 61 -65

24 Федяев А А Совершенствование аэродинамических характеристик топочных камер Труды семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике Новосибирск 1999г-С 191-192

25 Федяев А А Энергосбережение при организации рациональных аэродинамических режимов в топке котла. Достижения науки и техники - развитию сибирских регионов Тезисы докладов Всероссийской научно - практической конференции с международным участием, в Зч ч 2 Красноярск КГТУ, 1999 г-С 239

26 Федяев А А Ресурсосбережение при работе высокопроизводительных сушильных установок Повышение эффективности производства и использование энергии в условиях Сибири Тезисы докладов Международной научно-технической конференции. Иркутск ИрГТУ 1999 г -С 71-72

27 Федяев А А Экономия энергоресурсов при сжигании древесных отходов в котлоагрегатах Труды семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике Новосибирск 1999 г - С 194

28 Федяев А А Совершенствование сопловых сушилок лущеного шпона Материалы конференции «Теплоэнергетика и технологии» Каунасского технологического университета Каунас Литва КТУ, 2000 г - С 59-63

29 Федяев А А Экономия энергоресурсов при тепловой сушке Труды Братского государственного университета Братск БрГТУ, 2000 г - С 136 -139

30 Федяев А А, Адомавичюс А А Снижение энергетических затрат в топке котла Материалы конференции «Теплоэнергетика и технологии» Каунасского технологического университета. Каунас Литва КТУ, 2000 г - С 23 -26

31. Федяев А А, Видин ЮВ Ресурсосбережение при конвективной сушке Вестник Международной академии наук высшей школы Научный и общественный журнал № 4 (14) Красноярск, 2000 г - С 209-215

32 Федяев А А Выравнивание неравномерного тепло- и массообмена для интенсификации процессов сушки Энергосбережение проблемы и перспективы Избранные труды научно-практической конференции Красноярск КГТУ, 2001 г - С 110-115

33 Федяев А А Исследование возможностей интенсификации тепломассообмена при сушке пиломатериалов Труды Братского государственного технического университета Т2 -Братск БрГТУ, 2001 г - С 48-53

34 Федяев А А Ресурсосбережение при сушке лущеного шпона Межвузовский сборник научных трудов «Проблемы экономии ТЭР на промпред-приятиях и ТЭС» Санкт-Петербург СПбГТУРП, СПбГТУ, СЗТИ, 2001 г -С 68-75

35 Федяев А.А Оптимизация тепловой сушки пиломатериалов в условиях поперечной неравномерности. Труды 1-й Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)» В 4 томах Т 2 M . МГАУ, 2002 - С 168-171

36 Федяев А А, Данилов О Л, Коновальцев С И Математическая модель для энергетической оптимизации конвективных сушильных установок Труды 1-й Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)» В 4 томах Т2 М. МГАУ, 2002 - С 106-109

37 Федяев А А, Данилов О Л Оптическое локальное зондирование неоднородного пограничного слоя в зоне испарения Труды Братского государственного технического университета - Том 2. - Братск БрГТУ, 2002 -С 25-28

38 Федяев А А, Адомавичюс А А Использование бросового тепла систем вентиляции для сушки материалов неправильной формы Kauno technologijob umversitetas Lietuvos energetikos instituías Silumos energetika ir technologies Konferencijos pranesimq medziaga Kaunas Technologya 2002 S 87-92

39 Федяев А А Экергоэффективная оптимизация процессов сушки в высокопроизводительных установках Проблемы экономии ТЭР на промпредприятиях и ТЭС Межвуз сб. науч тр/ СПбГТУРП, СПбГТУ, СЗПИ, Санкт-Петербург, 2002 г - С 117-123

40 Федяев А А , Федяева В Н., Данилов О Л Конвективная камерная сушилка Патент на изобретение № 2215251 -2003г

41 Федяев А А, Федяева ВН, Сергиевский ЭД Способ тарировки датчика объемной концентрации Патент на изобретение № 2210751 -2003

42 Fedyaev A A Increase of power efficiency of heat technological equipment m the time of building materials' thermal treatment lere conference internationale sur 1' efficatite energetique Alger - Algene Tome 2 - 2003 S 210 — 213.

43 Федяев A A, Данилов О Л, Федяева В.Н. Математическая модель неравномерного тепломассообмена для термовлажностной обработки капиллярно-пористых тел Вторая международная школа-семинар молодых ученых и специалистов «Энергосбережение - теория и практика». M Издательство МЭИ, 2004 - С 336-339

44 Федяев А А, Данилов О Л Исследование внутреннего тепломассо-переноса при термовлажностной обработке дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалов Вторая Международная научно-практическая конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005» Труды конференции Том 1 -М ИздательствоВИМ,2005 -С 74-76

45 Федяев А А. Программное обеспечение для численных исследований нестационарных полей движущих сил во влажных капиллярно-пористых

материалах Вторая Международная научно-практическая конференция «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005» Труды конференции Том 1 - М Издательство ВИМ, 2005 -С 199-202

46 Федяев А А, Федяева В Н, Белокобыльский С В Повышение энергоэффективности сушильных установок при термообработке пиломатериалов Павлодар, Вестник ПТУ № 2,2006 - С 97-105

47 Федяев А А Расчет внешнего тепломассообмена в камерах тепло-технологических установок. Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири Материалы Всероссийской научно-технической конференции -Братск ГОУВПО«БрГУ»,2007 -С 84-85

48 Федяев А А Программный комплекс расчета внутреннего тепло-массопереноса в термически толстых влажных материалах Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири Материалы Всероссийской научно-технической конференции -Братск ГОУ ВПО «БрГУ», 2007 - С 85 -86.

49 Федяев А А Многомодульное программное обеспечение для исследований кинетики сушки термически толстых влажных материалов Труды Братского государственного университета Серия Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири Т2 - Братск БрГУ, 2007 - С 112114

50 Федяев А А Влияние внешних возмущающих факторов на продолжительность термообработки различных капиллярно-пористых коллоидных тел Труды Братского государственного университета Серия Естественные и инженерные науки - развитию регионов Сибири Т 2 - Братск БрГУ, 2007 -С 114-117

51 Федяев А А, Федяева ВН, Данилов О Л Промышленные тепло-массообменные процессы и установки Расчет барабанной сушильной установки для сушки сыпучих материалов Учебное пособие по курсовому проектированию. Гриф УМО - 2-е изд , перераб и доп -Братск БрГТУ, 2001 -73с

52 Федяев А А Промышленные теплоэнергетические системы Лабораторный практикум Гриф УМО -Братск БрГТУ, 2003 -110с

53 Федяева В Н, Федяев А А, Белокобыльский С В Тепломассообмен Проектирование поверхностного кожухотрубного теплообменника Гриф УМО Учебно-методическое пособие - Братск ГОУ ВПО «БрГУ», 2004 - 124 с

54 Федяев А А, Калинин Н В Данилов О Л Технологические энергосистемы предприятий. Расчет систем производства и распределения газообразных энергоносителей Гриф УМО Учебное пособие - Братск ГОУ ВПО «БрГУ», 2005 - 104с

Подписано в печать Ъ>Ьк<0&1 Зак. Тир. ¡00 п.л. Полиграфический центр МЭИ (ТУ) Красноказарл1енная ул., д. 13

Основные обозначения.

Введение.

Глава 1. Состояние и перспективы решения проблем энергосбережения в России.

1.1. Актуальность энерго-и ресурсосбережения.

1.2. Состояние проблемы энергосбережения в Иркутской области.

1.2.1. Общая характеристика промышленности.

1.2.2. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК).

1.2.3. Электроэнергетика.

1.2.4. Лесопромышленный комплекс.

1.3. Состояние разработок научных основ энергосбережения.

1.3.1. Обзор возможностей расчета внешнего тепломассообмена.

1.3.2. Обзор возможностей расчета внутреннего тепломассообмена.

1.3.3. Влияние неравномерного тепломассообмена на продолжительность технологических процессов и энергосбережение.

1.4. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Экспериментальные исследования энергетической эффективности промышленных установок для термообработки капиллярно-пористых материалов.

2.1. Промышленные испытания сушилки для пиломатериалов.

2.1.1. Исследование аэродинамической обстановки крупногабаритной сушильной машины.

2.1.2. Тепловизионные обследования процессов сушки термически толстых материалов.

2.2. Исследование газодинамики высокопроизводительной установки для термообработки длинномерных материалов.

2.2.1. Исследование газодинамики сушильной машины и её элементов.

2.2.2. Исследование кинетики сушки длинномерных материалов.

Выводы по главе.

Глава 3. Расчетные и экспериментальные исследования аэродинамических и тепломассообменных характеристик проточных частей промышленных установок.

3.1. Математическая модель расчета канальных течений сложной геометрии в 2-х, 3-х мерной постановке.

3.1.1. Моделирование процессов течения и тепломассообмена с помощью вычислительного комплекса «PHOENTCS».

3.1.2. Экспериментальные исследования по оценке влияния направленных потоков инородной массы на динамические характеристики течения.

3.1.2.1. Описание экспериментального стенда.

3.1.2.2. Методика проведения экспериментальных исследований, погрешности.

3.1.2.3. Результаты лабораторных экспериментальных исследований.

3.1.2.4. Обобщение экспериментальных данных.

3.1.2.5. Учет в математической модели закономерностей течения и тепломассообмена при дополнительном воздействии направленных потоков легкой массы и степени турбулентности.

3.2. Математическая модель расчета течения и тепломассообмена с учетом осложняющих факторов.

3.3. Численное моделирование с помощью вычислительного комплекса «PHOENICS».

3.3.1. Тарировочные расчеты с помощью вычислительного комплекса по данным лабораторных исследований.

3.3.2. Численное моделирование с учетом осложняющих факторов на примере промышленной установки.

3.4. Результаты численного моделирования «PHOENICS» течения и тепломассообмена различных теплотехнологических установок.

3.4.1. Аэродинамические характеристики распределительных каналов в финских высокопроизводительных сушильных установках.

3.4.2. Аэродинамика топочного пространства котлоагрегата Б-50-14.

3.5. Аэродинамика малогабаритных камер для сушки материалов неправильной формы.

Выводы по главе.

Глава 4. Расчетные и экспериментальные исследования внутреннего тепломассопереноса при термообработке капиллярно-пористых тел.

4.1. Расчетная модель внутреннего тепломассопереноса.

4.2. Экспериментальные исследования канальных течений при наличии осложняющих факторов (пористость, физические свойства испаряемых жидкостей).

4.2.1. Описание экспериментального стенда.

4.2.2. Методика проведения эксперимента, погрешности.

4.2.3. Результаты лабораторных исследований по влиянию пористости и физических свойств на коэффициенты тепло- и массопереноса.

4.2.4. Обобщение экспериментальных данных.

4.3. Экспериментальные исследования по определению влияния температурного фактора на вынос неоднородностей в пограничный слой.

4.3.1. Описание экспериментального стенда.

4.3.2. Методика проведения эксперимента, погрешности.

4.3.3. Результаты лабораторных исследований по определению наличия неоднородностей в пограничном слое при испарении.

4.3.4. Обобщение экспериментальных данных.

4.4. Расчетная модель внутреннего тепломассопереноса с учетом универсальных граничных условий.

4.5. Программа расчета внутреннего тепломассопереноса «Fields» с использованием универсальных граничных условий.

4.5.1. Описание программного продукта.

4.5.2. Проверка работоспособности программы.

4.6. Тестирование программы.

Выводы по главе.

Глава 5. Численные исследования взаимосвязанного тепломассопереноса в промышленных установках.

5.1. Результаты расчетных исследований конвективной сушки влажных материалов в крупногабаритных установках.

5.1.1. Влияние внешнего динамического фактора на интенсивность процесса сушки.

5.1.2. Влияние пространственной компоновки элементов тер-мообрабатываемых материалов на эффективность технологического процесса.

5.2. Программное обеспечение для представления неравномерных полей физических величин сложной конфигурации.

5.3. Результаты расчетных исследований внутреннего тепломассопереноса в капиллярно-пористых телах.

5.3.1. Влияние внешнего температурного фактора на изменение внутренних полей температуры и влагосодержания капиллярно-пористых тел.

5.3.2. Влияние внешнего динамического фактора на изменение продолжительности сушки капиллярно-пористых

5.3.3. Определение рациональных кондиционных параметров при термообработке капиллярно-пористых тел.

Выводы по главе.

Глава 6. Энергосбережение при рациональном энергопользовании за счет управления аэродинамической обстановкой в теплотех-нологических установках.

6.1. Энергосбережение при широкомасштабном производстве пи-лопродукции.

6.2. Энергосбережение при сушке материалов сложной геометрии в малогабаритных сушильных установках.

6.3. Энергосбережение при многотоннажном производстве термически толстых тел.

6.4. Энергосбережение при совершенствовании аэродинамических характеристик топочных камер.

Выводы по главе.

Выводы.

Актуальность работы. Природные ресурсы являются источником любого вида энергии. После соответствующей обработки и преобразований они поступают в виде конечной энергии к различным потребителям, наиболее крупными из которых являются промышленные. Экономия первичных энергоресурсов в значительной мере зависит от экономии топлива на стадии ее потребления. При этом количество полезно использованной потребителем энергии может быть в несколько раз меньше, чем количество затраченной энергии первичного топлива [37]. В среднем доля полезно используемых в народном хозяйстве энергоресурсов не превышает 30% [92, 117, 167]. Высокий уровень энергозатрат и значительные потери энергии, которые характерны для большинства отраслей промышленности и народного хозяйства, предопределяют актуальность проведения энергосберегающей политики [11, 146, 192].

Большое значение в современной теплоэнергетике имеют процессы переноса энергии (тепла) и массы вещества, интенсификация которых в различных теплоэнергетических процессах неизбежна при постоянном переходе на более высокие режимные параметры.

Теория тепло- и массопереноса является научной основой многих теплоэнергетических процессов, включающая в себя комплекс научных знаний из различных областей. Как правило, перенос тепла и массы вещества осуществляются в неразрывной связи. Поэтому отдельные дифференциальные уравнения движения (Навье-Стокса), переноса тепла (Фурье-Кирхгофа), диффузии (Фика) преобразуются в систему дифференциальных взаимосвязанных уравнений переноса массы и энергии, решение которых представляет значительные математические трудности даже при использовании современной вычислительной техники. В некоторых частных случаях тепло- и массопереноса, например, в капиллярно-пористых телах эта система уравнений может быть решена до конца.

Движение теплоносителя и тепломассоперенос при парообразовании в капиллярах и капиллярных структурах осуществляются во многих областях современной техники. Обширный обзор экспериментальных данных, теплообмен при различных условиях подвода тепла, методики расчета и экспериментального изучения процессов парообразования, испарения и кипения в капиллярных и капиллярно-пористых структурах представлены в [123], а также в работах [25, 36, 81, 87, 113, 100, 183 и др.].

Подвод тепла конвекцией (и излучением) со стороны поверхности испарения типичен для устройств испарительного охлаждения в системах тепловой защиты и в процессах сушки. Процесс парообразования при сушке существенно отличается от процессов испарения и кипения в капиллярно-пористых структурах: это нестационарный процесс, при котором определяющими характеристиками являются неравномерные в пространстве и во времени поля изменяющихся физических величин; при практически полном удалении влаги необходимо учитывать все формы влаги с материалом; в связи со сложностью и многообразием процессов сушки при выполнении специальных опытных исследований определяются соответствующие эмпирические коэффициенты в уравнениях тепломассопереноса. Поэтому, хотя процессам сушки, непосредственно связанным с парообразованием в пористых структурах и изучению их закономерностей, посвящено большое количество работ, основное содержание которых отражено в работах [121, 123, 127-130, 183, 191], технико-экономические показатели отечественных сушильных машин, как правило, уступают зарубежным аналогам. Поэтому требуются дальнейшие исследования для разработки энергоэкономичных приемов интенсификации как существующих способов сушки, так и новых научно-обоснованных высокоэффективных способов сушки для действующих и проектируемых установок.

Проведение активной энергосберегающей политики, в том числе и в технологии такого широко распространенного и энергоемкого теплотехнического процесса как сушка, обуславливается неоправданным ростом энергоемкости единицы продукции. В целом по России только по девяти наиболее энергоемким отраслям промышленности расход топлива [296] на сушку составляет около 2%. Возможные масштабы экономии энергии при использовании сушильной техники во многих отраслях промышленности составляют десятки млн. т. условного топлива.

Последнее особенно актуально в обширных регионах за Уральским хребтом, например, только в регионах Восточной и Западной Сибири доля промышленной продукции, получаемой с использованием сушильной техники достигает 18-22%.

Разработка математических моделей неравномерного тепломассообмена в рабочих камерах аппаратов и элементах оборудования, к примеру, в поверхностных теплообменниках, в контактных тепломассообменных аппаратах, в сушильных установках с конвективным массоотводом при различных физических механизмах теплоподвода и т.д., позволяющих рассчитывать неравномерные в пространстве и во времени поля изменяющихся физических величин путем решения нелинейных дифференциальных уравнений переноса с однотипной структурой, является важной задачей при выявлении нового потенциала энерго- и ресурсосбережения в низкотемпературных теплотехно-логических процессах промышленной теплоэнергетики.

При решении задач конвективного тепломассообмена в жидкости значительную роль сыграли методы математического моделирования, разработанные научной школой Д.Б. Сполдинга. Такие методы математического моделирования для исследования вариантов повышения энергоэффективности теплотехнологического оборудования до сих пор систематически не разрабатывались. Один из возможных подходов к решению этой актуальной проблемы описан в данной работе.

Научные основы по вопросам энергосбережения заложены в работах Ключникова А.Д., Ахмедова Р.Б., Доброхотова В.И., Макарова А.А., Мелен-тьева JI.A. и др. В вопросы развития теоретических основ по интенсификации процессов сушки внесли значительный вклад А.В.Лыков, Кришер О., Михайлов Ю.А., Гинзбург А.С., Красников В.В., Куц П.С. и др.

Среди работ, посвященных энергосбережению и энергетической оптимизации в процессах сушки, следует отметить работы Б.И. Леончика [41, 125], О.Л. Данилова [42, 47, 208], А.А. Долинского [55, 56], С.И. Коновальце-ва [95, 96, 97, 99, 101, 207] и др. В них, в частности, отмечается, что значительный потенциал заложен в методах интенсивного энерго- и ресурсосбережения, одним из аспектов которых является возможность управления неравномерностью тепломассообмена в теплотехнологических установках.

Математические модели и алгоритмы расчета тепломассообменных теплотехнологических аппаратов, учитывающие неравномерность кинетики процессов, позволяют решать задачи различной степени сложности - выполнять поверочный и конструктивный расчет, параметрическую оптимизацию по минимуму энерго- и ресурсоемкое™ при проектировании нового и при энергодиагностике действующего оборудования.

Реальная кинетика процессов при использовании наиболее широко распространенных методов расчета зачастую игнорируется. Не рассчитываются многомерные неравномерные поля изменяющихся физических величин, рассчитываются только их усредненные значения. Расчеты выполняются на основе эмпирических обобщений, причем в эмпирические формулы, равносильные заданию зависимости энергетических затрат от исходных параметров, уже заложен негативный эффект неравномерности.

Так, например, в многочисленных процессах сушки произвольных материалов, где кинетика процессов переноса сильно зависит от свойств твердых рабочих сред, наибольшими возможностями в исследовании нестационарных полей влагосодержания и температуры обладает математическая модель, базирующаяся на системе нелинейных дифференциальных уравнений для внутреннего влаго- и теплопереноса при сушке влажных тел [127, 180].

Использование подобной модели в вычислительном эксперименте является перспективным, т.к. в условиях непрерывного изменения входных условий в сушилке (различные виды пород, изменение структуры, начального влагосодержания и т.д.) только расчет на ЭВМ позволяет контролировать состояние материала на выходе из сушильной камеры и управлять процессом сушки по заданным в первую очередь критериям качества сушильного материала. Однако, использование в широких диапазонах изменения характеристик материала отмеченной выше системы уравнений затруднено отсутствием кинетических коэффициентов.

Не учитываются не только реальные свойства конкретного материала, но и факторы, влияющие на массоперенос, такие как характерный размер пор, пористость материала, снижение действительной движущей силы внешнего массопереноса за счет изменения поверхностного влагосодержания и интенсивности испарения.

Интенсивное развитие современной теплоэнергетики, предопределяет и создание высокофорсированных промышленных теплоэнергетических установок, новых систем тепло- и энергосберегающей технологии, что практически невозможно без всестороннего изучения физики процессов тепло- и массообмена и разработки методов расчета локальных характеристик этих процессов. В частности, в многочисленных конвективных сушильных установках процессы гидродинамики и теплообмена осложняются целым рядом внешних факторов, которые необходимо учитывать при расчетах: меняющийся по длине режим течения энергоносителя (ламинарный, переходный, турбулентный); начальная степень турбулентности на входе в проточные части установок, большой уровень температурных напоров; наличие на рабочих поверхностях источников вещества и массы, а также продольных компонент скорости (движение поверхности, направленный вдув) и т.д.

Для расчета рациональных и новых режимов работы подобных установок, управления интенсивностью теплообмена в условиях неизотермических течений с переменной плотностью вещества, необходимо иметь методику расчета трения и тепломассообмена в турбулентных неизотермических пограничных слоях при испарении жидкостей. Поперечный поток пара, аналогичный вдуву инородного газа с различной степенью интенсивности, будет оказывать значительное влияние на характеристики пограничного слоя и протекающие в нем процессы [68, 69, 211, 303].

Целью работы является: экспериментальное и теоретическое исследования внешнего и внутреннего тепломассопереноса при целенаправленном изменении аэродинамической обстановки в энергоемких теплотехно-логических установках, разработка научно-обоснованных энерго- и ресурсосберегающих технических и технологических решений при термовлаж-ностной обработке дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалов.

Для достижения указанной цели поставлен и решен ряд научно-технических задач, в том числе:

1. Создание лабораторного стенда и экспериментальное изучение особенностей испарения жидкостей с различными физическими свойствами из капиллярно-пористых тел при изменении их пористости с целью последующего учета возникающих физических явлений в математической модели сопряженного тепло- и массообмена.

2. Расчетно-экспериментальное исследование течения и внешнего тепло-и массообмена при ориентированной подаче инородного газа с переменной интенсивностью, углом вдува и степенью турбулентности для уточнения математической модели сушки.

3. Расширение возможностей использования физически обоснованной математической модели внутреннего тепломассопереноса в термически толстых влажных материалах для исследования и непрерывного расчета кинетики и динамики в 1-м и П-м периодах сушки в условиях неравномерных полей параметров сушки.

4. Настройка и адаптация вычислительного комплекса PHOENICS для решения задач исследования и проектирования рабочих камер тепло-технологических установок с целью воздействия конструктивными приемами на неравномерность тепломассообмена для снижения нерациональных энергетических затрат.

5. Разработка программного обеспечения для численных исследований нестационарных полей движущих сил во влажных материалах при сопряженном тепломассопереносе в условиях неравномерного распределения параметров сушки по сечению сушильной камеры.

6. Расчетно-экспериментальное изучение процессов движения и тепломассообмена для разработки рекомендаций по повышению эффективности крупногабаритного теплотехнологического оборудования.

7. Уточнение, дополнение и апробация методики теплотехнического расчета конвективных сушильных установок для сушки дискретных материалов с учетом влияния поперечного потока инородной массы на распределение динамических и тепловых полей и дополнительного стока тепла в пограничном слое.

8. Научное обоснование и разработка оригинальных конструктивных решений промышленных аппаратов и их элементов, обеспечивающих улучшение теплотехнических и технологических показателей. Научная новизна

1. Экспериментально установлено влияние пористости П, температуры t и вида растворов на интенсивность испарения при конвективной сушке дискретных капиллярно-пористых коллоидных тел и получены зависимости, необходимые для реализации математической модели взаимного тепломассопереноса. В зоне испарения выявлены оптические неоднородности, проведена оценка их размеров и числа в объеме перетяжки лазерного пучка.

2. Исследованы процессы ориентированной подачи инородного газа при варьировании интенсивности подачи, углов вдува и различной степени турбулентности на осредненные и пульсационные характеристики турбулентного изотермического бинарного пограничного слоя. Установлено активное влияние слабых вдувов (с интенсивностью до 0,6 %) на оттеснение скоростных и концентрационных полей и турбулентных пульсационных составляющих потоков во внешнюю область пограничного слоя, учет которых необходим при испарении водных и неводных жидкостей в паровоздушную среду.

Уточнена методика расчета течения и тепломассообмена в каналах и рабочих камерах теплотехнологических установок с конвективным теплоподводом, процессы в которых осложнены наличием инородных потоков массы (при различной степени турбулентности набегающего потока) с поверхностей капиллярно-пористых материалов.

3. Развита и дополнена физически обоснованная модель и расширены возможности использования системы уравнений взаимосвязанного те-пломассопереноса при сушке дискретных термически толстых капиллярно-пористых тел, позволяющих рассчитывать и исследовать кинетику и динамику сушки, протекающих как в 1-м, так и во П-м периодах сушки, за счет учета изменения поверхностного влагосодержания и интенсивности испарения на действительную движущую силу внешнего массопереноса.

4. Создано программное обеспечение для расчета нестационарных полей движущих сил процесса обезвоживания дискретных материалов в условиях неравномерного тепло- и массообмена и проведены численные исследования локальных и интегральных характеристик динамики и кинетики сушки, результаты которых позволили:

- установить качественное и количественное влияние неравномерных профилей потоков тепла на профиль конечного влагосодержания сушимого материала, объяснить причины возникновения технологического брака и перерасхода энергии, предложить способы рационального деформирования профилей параметров сушильного агента;

- обосновать новый подход к управлению совместным тепло- и мас-сообменом при конвективной сушке капиллярно-пористых коллоидных материалов, методологической основой которого служит использование в качестве регулируемых параметров профилей скорости и температуры сушильного агента; — выявить возможности снижения энерго- и материалоемкости промышленных установок за счет интенсификации процессов тепло- и массообмена при реконструкции отдельных элементов теплотехнического оборудования.

5. Изучены процессы движения и совместного тепло- и массообмена в перекрестноточных сушилках для сушки дискретных материалов. Получены новые расчетные и экспериментальные данные, необходимые для реализации энерго- и ресурсосбережения. Разработаны новые формы конструкций газоподводящих, газораспределительных и газонаправляющих устройств в рабочих камерах теплотехнологических аппаратов, позволяющие снизить непроизводительный расход энергоресурсов, брак, внеплановые остановки на текущий ремонт.

6. Разработаны и реализованы новые способы повышения энергетической эффективности теплотехнических и теплотехнологических установок (котлоагрегатов, крупногабаритных конвективных сушильных установок для термообработки толстых и тонких капиллярно-пористых материалов, сопловых направляющих аппаратов, газораспределительных устройств и др.), защищенных авторскими свидетельствами и патентами Российской Федерации на изобретения.

Автор защищает:

1. Качественные и количественные изменения, включая учет структурных характеристик скелета сушимых материалов, в физической модели и системе дифференциальных уравнений взаимосвязанного тепломассоперено-са, описывающих непрерывную сушку материалов термически толстых материалов в 1-м и П-м периодах.

2. Результаты экспериментальных исследований по влиянию: пористости материалов и физических свойств испаряемых жидкостей на интенсивность испарения; инородного потока массы и его направленности на распределение динамических, тепловых и концентрационных профилей и их рабочие характеристики; количественные показатели при дополнительном стоке тепла в пограничном слое при испарении.

3. Комплексный метод расчета внутреннего и внешнего тепломассообмена на базе вычислительного комплекса PHOENICS и оригинального программного продукта для расчета кинетики и динамики внутреннего тепломассообмена капиллярно-пористых тел с использованием универсальных граничных условий.

4. Результаты численных исследований нового метода энерго- и ресурсосбережения — кинетической оптимизации применительно к сушке термически толстых капиллярно-пористых дискретных материалов.

5. Результаты промышленных исследований температурных полей и тепловых потоков дискретных материалов в крупногабаритных сушильных установках для сушки пиломатериалов, полученных тепловизионным методом и скорректированных с учетом влияния процессов испарения на погрешность расшифровки тепловизионных изображений.

6. Предложенные научно-обоснованные и апробированные рекомендации по интенсификации процессов сушки и сокращению энергозатрат на действующих сушильных установках, по выбору геометрических размеров и форм распределительных устройств рабочих камер теплотехнологических установок и др.

Практическая значимость результатов работы. На основе теоретических, экспериментальных и опытно-промышленных исследований:

- разработан программный продукт для теплотехнических расчетов и численных исследований сопряженного тепло- и массообмена в условиях неравномерности полей плотности потоков массы и тепла по поперечному сечению камер теплотехнологического оборудования, позволяющий повысить точность определения конструктивных размеров установок, оценивать вероятность локального ухудшения характеристик обрабатываемых материалов;

- созданы новые и модернизированы существующие конструкции газораспределительных сопловых устройств сушилок финской фирмы «Рауте» для сушки шпона, позволившие управлять интенсивностью сушки в диапазоне 12 - 16% от номинала;

- уточнена методика расчета течения и тепломассообмена в рабочих камерах и каналах крупногабаритных теплотехнологических установок, в которых процессы конвективного энергоподвода при различной степени турбулентности основного энергоносителя осложнены направленным инородным вдувом потока меньшей плотности с малой интенсивностью. Экспериментальные данные и скорректированная методика расчета могут быть использованы при анализе, модернизации, а также разработке и проектировании крупногабаритного теплотехнологического оборудования и сушилок;

- усовершенствованы системы распределения газообразного энергоносителя для крупногабаритных сушилок финской фирмы «Валмет», установленных на ОАО «ЦКК» в г. Братске и на ОАО «Усть-Илимский ЛПК», а также итальянских сушильных камер фирмы «Copcal», расположенных на «Братском ЗСИ», позволившие за счет снижения неравномерности конвективного энергоподвода уменьшить практически вдвое величину технологического брака кондиционной продукции;

- повышена надежность работы и снижены непроизводительные затраты при определении рациональных характеристик узла подачи заднего дутья и расходных параметров горелочных устройств котлоагрегатов Б-50-14, установленных на центральной котельной Братского алюминиевого завода;

- выполнена и внедрена работа по использованию низкопотенциального тепла центральных бытовых цехов металлургического предприятия для сушки специальных материалов сложной формы в ограниченном временном интервале при рациональном управлении аэродинамической обстановкой в рабочей камере.

Автор выражает глубокую признательность своему научному консультанту, профессору, д. т. н. О. Л. Данилову за терпение, ценные советы и огромную помощь при выполнении работы. Автор также выражает благодарность профессору, д.т.н. Ю. М. Павлову, к.т.н., доценту Горяеву А.Б., д.т.н., профессору Э.Д. Сергиевскому за постоянную моральную поддержку на протяжении всего времени подготовки диссертационной работы и всему коллективу кафедры ТМГТУ МЭИ (ТУ) за конструктивные замечания и советы по теме диссертации.

Публикации. Основные научные положения, выводы и рекомендации диссертации содержатся в 147 опубликованных работах, в том числе в авторском свидетельстве и 2 патентах, десяти учебных пособиях (четыре с грифом УМО), одиннадцати в реферируемых изданиях по списку ВАК, в более 120 научных работах в материалах: международных, всесоюзных, всероссийских и республиканских симпозиумов, конференций и семинаров; межвузовских сборников; центральных изданий; зарубежных журналов и сборников.

Объем и структура работы. Материал диссертации изложен на 297 страницах машинописного текста. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы, насчитывающего 319 наименований, приложений и содержит 96 рисунков и 17 таблиц.

Общие выводы

Экспериментальные и теоретические исследования, посвященные изучению и управлению внешним и внутренним тепломассопереносом при термовлажностной обработке дискретных термически толстых капиллярно-пористых коллоидных материалов путем целенаправленного изменения аэродинамической обстановки в энергоемких теплотехнологических установках, выполненные, в основном, автором и под его научным руководством, позволили сформулировать и научно обосновать прогрессивные технические и технологические решения.

Основные научно-технические результаты формулируются следующим образом:

1. Разработана физически обоснованная модель и расширены возможности использования в условиях неравномерных полей плотности потоков массы и энергии системы уравнений взаимосвязанного тепломассопереноса в термически толстых капиллярно-пористых телах, позволяющие исследовать и рассчитывать кинетику и динамику сушки, протекающих как в 1-м, так и во П-м периодах сушки, за счет учета влияния изменения поверхностного влагосодержания и интенсивности испарения на действительную движущую силу внешнего массопереноса

2. Экспериментальным путем в лабораторных условиях на аэродинамических установках получены новые опытные данные:

- по влиянию поровой структуры (П = 0,18 -т- 1,0) влажных материалов на интенсивность испарения различных жидкостей в диапазоне температур сушильного агента от 15 до 130 °С, позволившие скорректировать математическую модель сушки термически толстых материалов количественным учетом влияния исследованных факторов в универсальных граничных условиях;

- при локальном зондировании лазерным пучком над поверхностью влажных материалов, по размерам, количеству капель жидкости в пограничном слое, параметрам режимов тепловой обработки, при которых возможен объемный сток тепла, отсутствие которых снижает точность расчетов габаритов теплотехнологического оборудования;

- по коэффициентам конвективной теплоотдачи к влажным пористым материалам и характеру их эволюции по длине опытного участка при изменении параметров режима сушки (u = ~ 3 4- 15 м/с, t = 15 -f- 130 °С) путем термоанемометриче-ского исследования динамических и тепловых пограничных слоев;

- по аэродинамической обстановке в трехмерных моделях (масштаб 1:50, 1:75) рабочих камер установок и их элементов (газораспределительные устройства, сопловые сушилки для шпона, камерные сушилки для пиломатериалов, топочные пространства котлов промышленных предприятий и т.д.);

- с помощью прецизионной термоанемометрической аппаратуры по влиянию направленного вдува инородного газа с различной интенсивностью, более легкого по сравнению с основным газовым потоком, на развитие осредненных и пульсаци-онных характеристик турбулентного бинарного (концентрационного) пограничного слоя (а = 15 ч- 165°; F = 0,1 ч- 0,6 % и Ти - 0,5 - 12,6 %).

3. Получены с помощью тепловизионных исследований новые опытные данные по температурным полям в крупногабаритных штабелях (6x4,5x1,5 м) пиломатериалов и проведена их корреляция с аэродинамической обстановкой на входе и выходе сушильного агента из штабеля.

4. Проведена настройка и адаптация вычислительного комплекса PHOENICS для решения задач исследования и проектирования рабочих камер крупнотоннажных конвективных теплотехнологических установок, в которых целенаправленными конструктивными приемами осуществляется воздействие на неравномерность тепломассообмена с целью снижения интегрального времени термической обработки материалов и нерациональных энергетических затрат.

Выполнены численные исследования по поиску путей создания рациональной аэродинамической обстановки в рабочих камерах и каналах теплотехнологического оборудования:

- при перераспределении газовых потоков при широкомасштабной термообработке товарной пилопродукции, обеспечивших снижение брака готовой продукции минимум на 4%, что составляет для ЛДЗ ОАО «ЦКК» в г. Братске, где установлен 24 сушильные камеры финской фирмы «Валмет», экономию в целом по заводу до 19100 т.у.т. в год. Для ЗДСП ОАО «Усть-Илимский ЛПК», где установлено 36 аналогичных крупногабаритных сушильных машин экономия по отмеченным выше причинам составляет 28650 т.у.т. в год;

- путем совершенствования сопловых раздаточных элементов при сушке тонких гибких материалов из различных пород древесины, промышленное использование которых позволило снизить технологический брак из-за неравномерности высушивания по ширине полотна лущеного шпона, термообрабатываемого на конвективных ленточных установках с импактным набеганием теплоносителя финской фирмы «Рауте», на 2,6% (или 1370 т.у.т. на одну установку);

- при организации всестороннего энергоподвода при тепловой обработке текстильных материалов сложной геометрической формы, позволившего в результате расчетно-лабораторных исследований выявить возможность использования низкопотенциального тепла воздуха систем отопления центральных бытовых цехов Братского алюминиевого завода для сушки специальных материалов в ограниченном временном интервале;

- при организации направленной и дозированной подачи встречных потоков основного и заднего дутья с целью управления геометрическими характеристиками факела в камерных пылеугольных топках котлоагрегатов. Последнее дало возможность повысить надежность и снизить непроизводительные затраты за счет определения рациональных пространственных рабочих параметров узла подачи заднего дутья и расходных характеристик горелочных устройств, что позволило получить годовой экономический эффект 815 т.у.т. на один из котлоагрегатов Б-50-14, установленных на центральной котельной БрАЗа;

- путем рациональной укладки в рабочих камерах термообрабатываемых капиллярно-пористых материалов в пакеты, штабели, садки;

- при устранении застойных зон с обратными вихревыми потоками в газораспределительных и газоподводящих каналах рабочих камер со сложным энергоподводом к сушимому материалу, позволившие в крупногабаритных конвективных сушильных установках снизить гидравлические потери на 1,5-2%;

- при варьировании высотой проходного сечения до 28% при конвективном высокоэффективном сопловом энергоподводе к материалу с целью локального устранения s-образных профилей скорости сушильного агента достигнуто увеличение коэффициента теплоотдачи до 8,2%, что приводит к экономии энергозатрат 123 т.у.т. в год на одну установку.

1. Аметистов Е.В. Основы теории теплообмена: Учебное пособие. — М.: Издательство МЭИ, 2000. 247 е.: ил.

2. Акулов Ф.Г. Повышение эффективности сушки пиломатериалов в лесо-сушильных камерах с водяным теплоснабжением: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.21.05. — СПб., 2004. -20 с.

3. Акулич П.В. Разработка активных термогидродинамических режимов сушки дисперсных материалов и научные основы их расчета: авторефератдиссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.14.04. -Минск, 2002. 42 с.

4. А.с. 1726934 СССР, МКИ F26B9/06. Конвективная ленточная сушилка / А. А. Федяев, О.Л. Данилов, Э.Д. Сергиевский, В.Н. Федяева.- №4828759; Заяв. 12.02.90; Опубл. 15.04.92; Приоритет 15.12.91.

5. А. с. 1746173 СССР, МКИ F26B3/04. Газораспределительное устройство конвективной сушильной установки / JT.M. Бойков, О.Д. Евсеев СССР. № 4841227; Заявлено 15.05.90; Опубл. 8.03.92 // Откр. Изобр. 1992. № 25.

6. Ю.Белавкин И.В. Управление процессами энергосбережения на промышленном предприятии по экономическим критериям: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.экон.наук:08.00.05. -Челябинск, 1997. -23 с.

7. Бушуев В.В. Энергоэффективность как направление новой энергетической политики России // Энергосбережение. — М., 2000. — № 4. — С. 18 — 25.

8. Бендатт Д., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.-465 с.

9. Бендатт Д., Пирсол А. Применение корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983.-312 с.

10. Бирюкова Т.И. Повышение энергетической эффективности промышленного сушильного оборудования конвективного типа для полотенных материалов: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.17.08. Иваново, 2004. - 19 с.

11. Бойков JT. М. Совершенствование процессов контактно-конвективной сушки картона и бумаги. Дисс. . докт. техн. наук — СПб.: СПб ГТУ РП, 2001.-422 с.

12. Бойков JT.M. Оценка эффективности сушки при различных способах энергоподвода // Инж. -физ. журн., 1991.Т. 60. № 3. С. 442-448.

13. Бондарев А.И., Степанов B.C. Измерение мгновенных значений температуры неизотермических газовых потоков термоанемометром постоянной температуры. Каз. ун-т. Алма-Ата, 1987. Деп. В КазНИИНТИ. — 7 с.

14. Бояршинов Б.Ф., Волчков Э.П., Терехов В.И. Конвективный теплообмен при испарении жидкости в газовый поток// Известия СО АН СССР.- Вып. 3. -№ 16.- 1985.- 17с.

15. Брунауэр С. Адсорбция газов и паров. Т. 1. Физическая адсорбция. Пер. с англ./ Под ред. М. Дубинина. М., Госиздат иностр. лит., 1948. 784 с.

16. Брэдшоу П. Введение в турбулентность и её измерение: Пер. с англ. М.: Мир, 1974.-287 с.

17. Бунин Н.А. Интенсификация кондуктивной и конвективной сушки из сопел // Тепло- и массоперенос: Сб. тр. ЦНИИБ / М., 1974. № 9.

18. Бунин О.А. Исследование сопловой сушки ткани // Тр. ИВНИТИ.-1963.-Вып. 26. С.238-283.

19. Бельский А.П. Теоретические основы процессов контактно-конвективной сушки бумаги: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ратехн. наук: 05.21.03./05.14.04. Ленинград, 1991.-30 с.

20. Вайнберг Р.Ш. Конвективный тепло- и массообмен при неадиабатическом испарении легколетучих жидкостей из пористой пластины// ИФЖ — 1967. -Т. XIII, №4.-С. 51-58.

21. Вайнберг Р.Ш., Пиевский И.М. Особенности тепло- и массообмена при термическом удалении жидкости из капиллярно-пористой пластины.// В сб. Тепломассообмен. ММФ.: Тезисы докладов. — Минск, 1988. С. 10-12.

22. Васильева Н.И. Моделирование тепломассообменных процессов в каналах теплотехнологических промышленных установок с учетом влияния внешних факторов: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.14.04. Москва, 2005. - 19 с.

23. Вариводина И.Н. Моделирование и управление процессом камерной сушки мебельных заготовок дуба: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук:05.21.05. -Воронеж, 1993. -19 с.

24. Видин Ю.В., Федяев А.А. Энергосбережение при сушке текстильных материалов сложной формы. Вестник Красноярского государственного университета. Выпуск 19. Красноярск: КГТУ, 1999. — С.139-142.

25. Вычислительное моделирование конвективного переноса в технологических установках. Жубрин С.В., Павицкий Н.И., Смагин В.В., Хрупов А.П. -М.: МЭИ, 1986.-44с.

26. Гулагов А.А. Гидродинамика и теплообмен в системах несимметричных импактных газовых струй: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 01.04.14. Екатеринбург, 2002. — 24 с.

27. Гальперин Л.Г. Разработка физико-математических моделей теплоэнергетических процессов и их практическое использование: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 01.04.14. — Екатеринбург, 2004. 51 с.

28. Гилой В. Интерактивная машинная графика: Пер. с англ. М.: Мир, 1981. -384 с.

29. Горобцова Н.Е. Термодинамические характеристики влажного материа-ла//Тепло- и массоперенос: теория и практические приложения. Минск, 1983.-С.9-11.

30. Гатапова Н.Ц. Кинетика и моделирование процессов сушки растворителей, покрытий, дисперсий, растворов и волокнистых материалов: единыйподход: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.17.08. Тамбов, 2005. - 43 с.

31. Губин В.Е., Косяков С.А. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии в энергетике. — Томск: Изд-во HTJI, 2002. 252 е.: ил.

32. Данилов O.JL, Коновальцев С.И. Влияние неравномерности на эффективность сушки в прямоточной сушильной установке./ Повышение надежности и экономичности элементов теплоэнергетического оборудования, Межвуз. сб. научн. тр.- Брянск: БИТМ. 1993.

33. Данилов O.JL, Коновальцев С.И. Влияние неравномерности поля скоростей сушильного агента на энергетические затраты в ленточных сушилках./ IV Бернардоссовские чтения.: Тез. докл. Всесоюз. науч.-тех. конф. -Иваново.- 1989.-С. 104.

34. Данилов O.JL, Коновальцев С.И. Оптимизация тепловой сушки в условиях поперечной неравномерности./ Тез. докл. Междунар. конф. по сушке (секция №8) 2-го Междунар. форума по тепло- и массообмёну г. Киев, 25-29 мая 1992г. Киев 1992. - С.66-69.

35. Данилов O.JL, Леончик Б.И. Экономия энергии при тепловой сушке. —М.: Энергоатомиздат, 1986. 136с.

36. Данилов О.Л. Научно технические основы интенсификации и энергосбережения в сушильных установках: Диссертация в виде научного доклада . докт. техн. наук. - М.:МЭИ- 1996. - 39с.

37. Данилов О.Л., Смагин В.В. Внутренний тепломассоперенос в капилляр-нопористом теле при нестационарных краевых условиях// Тепломассообмен в капиллярнопористых телах.- Минск, 1984. — Вып. 7, т. 6. — С. 146149.

38. Данилов О.Л. Теория и расчет сушильных установок. Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 1972. - 72 с.

39. Данилов О.Л., Коновальцев С.И. Расчет инверсии интенсивности испарения в парогазовую смесь. / Труды Первой Российской национальной конференции по теплообмену. М.: МЭИ. - 1994. - Том 5. - С.51-56.

40. Данилов О.Л., Коновальцев С.И. Энергосберегающий эффект за счет кинетической оптимизации сушки. / Вестн. Моск. Энерг. Ин-т.-1995.-№1. -С.81-84.

41. Данилов О.Л., Коновальцев С.И. Энергосбережение в сушильных установках.- М.: Изд-во МЭИ, 1997. 18 с.

42. Данилов О.Л., Косенков В.И., Сергиевский Э.Д. Степанова Е.С. Исследование струйных течений в задачах сопловой сушки при изменении геометрии рабочего объема установки// Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. 1986.-Вып. 2. -№ 10.-С. 51-54.

43. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. — М.: Мир,1971. Вып. 1. - 317 с.

44. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. — М.: Мир,1972.-Вып.2.-288 с.

45. Долинский А. А., Иваницкий Г. К. Оптимизация процессов распылительной сушки. Киев: Наук, думка., 1984. - 240 с.

46. Долинский А. А., Малецкая К. Д., Шморгун В. В., Кинетика и технология сушки распылением. Киев: Наук, думка., 1987. — 224 с.

47. Долинский А. А. Особенности нестационарного испарения капли раствора в высокотемпературной среде // Теплофизика и теплотехника. — 1971. — Вып. 20.-С. 14-18.

48. Драгун Л.Н., Черутова М.И., Федяев А.А., Слинкова O.K., Царев А.А. Новое в соревновании ремонтников. М.: Профиздат, «Социалистическое соревнование», №1, 1982 г. С. 63.

49. Дубнищев Ю.Н., Ринкевичюс B.C. Методы лазерной доплеровской анемометрии. -М.: Наука, 1982.

50. Дзыга Н.В. Сушка лиственничных пиломатериалов до эксплуатационной влажности в камерах непрерывного действия: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.21.05. Красноярск, 1989. -20 с.

51. Дюррани Т., Грейтид К. Лазерные системы в гидродинамических измерениях. -М.: Энергия, 1980.

52. Дюсенов К.М., Мотулевич В.П., Сергиевский Э.Д. Влияние внешних воздействий на интегральные характеристики турбулентного пограничного слоя. Теплоэнергетика, 1984, № 3. - С. 15-17.

53. Дюсенов К.М. Повышение эффективности тепломассообменных аппаратов рекуперативно-смесительного типа путем управления теплообменом в завесной зоне. Дис. . канд. техн. наук, М.: 1986. — 149 с.

54. Ермаков А.Л., Ершов В.М., Климов А.А., Мотулевич В.П., Терентьев Ю.Н. Экспериментальное исследование структуры турбулентного пограничного слоя на пластине при вдуве гелия. МЖГ, 1972. № 3. С. 60 - 67.

55. Ерошенко В.М., Зайчик Л.И., Климов А.А. и др. Турбулентный пограничный слой на перфорированных поверхностях при направленном вдуве. -Известия АН УССР, Промышленная теплотехника, 1980, т. 2, № 5. — С. 13 18.

56. Ерошенко В.М., Климов А.А., Яновский Л.С. Турбулентный пограничный слой на пористых поверхностях при вдувах под различными углами к стенке. Изв. АН СССР. Механика Жидкости и газа, № 3, 1982. - С. 59 -64.

57. Жубрин С.В., Павицкий Н.И. Вычислительный анализ эффективности струйного охлаждения стенок каналов // Тр. ин-та / Моск. энерг. ин-т. — 1987. -№91.-С. 13-22.

58. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982.-472 с.

59. Журавлева В.П. Исследование характеристик тепло- и массопереноса в капиллярнопористых телах// Вопросы сушки и термообработки. — Минск, 1976.-С.159-169.

60. Жучков П.А. Процессы сушки в целлюлозно-бумажном производстве. М., 1965.-252 с.

61. Жучков П.А., Бойков JI.M., Войцеховский И.И. Тепловые процессы и установки целлюлозно- бумажного производства: Учебное пособие / ЛТА. Л., 1981.- 106 с.

62. Жучков П.А. Исследование эффективности различных методов интенсификации тепловых процессов в сушильных установках для сушки тонких и дисперсных материалов в целлюлозно —бумажном производстве: Авто-реф. дис. . д- ра техн. наук / МЭИ. М., 1970. 62 с.

63. Жучков П.А., Лакомкин В.Ю. Кинетика процессов конвективной сушки картона // Проблемы экономии топливно- энергетических ресурсов на промпредприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр. / ЛТА, ЛТИ ЦБП. Л. , 1989.-С. 36-37.

64. Жмакин Л.И. Исследование процессов тепломассопереноса в установках промышленной теплоэнергетики: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.14.04. Москва, 2004. - 38 с.

65. Завьялов Ю.С., Леус В.А., Скороспелое В.А. Сплайны в инженерной геометрии. -М.: Машиностроение, 1985. 224 с.80.3авьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко В.Л. Методы сплайн-функций. М.: Наука, 1980. - 352 с.

66. Ибрагимов М.Х., Субботин В.И., Таранов Т.С. Пульсации скорости, температуры и их корреляционные связи при турбулентном течении воздуха в трубе. ИФЖ, 1970, т. XIX, № 6. - С. 1061-1069.

67. Идельчик И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов. (Подвод, отвод и распределение потока по сечению аппаратов).- М.: Машиностроение, 1983.-351 с.

68. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача — М.: Энергия, 1975.-485 с.

69. Калинина А.А. Проблемы и направления энергосбережения целлюлозно-бумажной промышленности Коми АССР/ Калинина А.А., Пашигорева О.А. -Сыктывкар, 1991.-34 с.

70. Коллинз Р. Течение жидкостей через пористые материалы. М.: Мир, 1963.

71. Кириллов А.Н., Карасев Е.И. Технология фанерного производства.- М.,1974.- 312 с.

72. Кирильцев В.Т. Исследование турбулентного пограничного слоя в коротком канале при сложных граничных условиях.: Автореф. . канд. техн. наук. — М., 1981.-20 с.

73. Когерентно-оптические допплеровские устройства в гидроаэродинамическом эксперименте. Сборник статей. Новосибирск: ИАЭ СО АН СССР,1975.- 152 с.

74. Козлов О.С., Колосов Е.Е. Влияние пространственного осреднения проволочного датчика термоанемометра на измерение одноточечных вторых моментов и производных. Труды МВТУ, 1977, вып. 223. - С.65 - 71.

75. Колобков П.С. Использование тепловых вторичных энергоресурсов в теплоснабжении. -Харьков: изд. «Основа» при ХГУ, 1981.

76. Кондратьев В.И. Турбулентный пограничный слой с продольным градиентом давления при вдуве и отсосе под различными углами к стенке. -Автореф. . канд. техн. наук, М., 1983. С.24.

77. Коновальцев С.И., Магтымов Г., Назарклычев В., Худайбердиев Б.Х. Выбор критериев оптимизации термовлажностных установок.- Чарджев: Изд-во ТГПИ, 1993. 38 с.

78. Коновальцев С.И. Оптимизация неравномерного тепломассообмена нетрадиционный метод энерго- и ресурсосбережения сушильных установок. Дисс. . докт. техн. наук - М.: МЭИ, 1999. - 361 с.

79. Коновальцев С.И. Оптимизация режимно-конструктивных параметров сушильных установок. Дисс. . канд. техн. наук —М.: МЭИ, 1990. 202 с.

80. Коновальцев С. И. Прикладные программные средства для расчета процессов и аппаратов теплоэнергетики. М.: Изд-во МЭИ, 1997. - 65 с.

81. Корнюхин И.П., Жмакин Л.И. Тепломассообмен в пористых телах. -М.: Информэлектро, 2000. 236 с; илл.

82. Коновальцев С.И. Энерго- и ресурсосберегающая оптимизация неравномерного тепломассообмена в технологических аппаратах / Проблемы энергетики.- 1999.- № 7 8. - С. 28-36.

83. Коновалов В.И., Романков П.Г., Соколов В.Н. Приближенные модели кинетики конвективной сушки тонких материалов //Теоретические основы химической технологии. 1975, т.9, №2. — С. 203 - 209.

84. Красников В.В., Данилов В.А. Сушка бумаги и картона сопловым обдувом// Бумажная промышленность. 1966. - №2. - С. 10-11.

85. Красников В.В. Кондуктивная сушка. М.: Энергия, 1973. 286 с.

86. Краснощекое Н.В., Лазовский В.В., Стребков Д.С., Сентицкий И.И. Основы энергосбережения в АПК./Механизация и электрофикация сельского хозяйства. -М., -1995, -8. — С. 2 5.

87. Кречетов И.В. Сушка древесины. М., 1980. - 432 с.

88. Кришер О. Научные основы техники сушки: Пер. с нем./ Под ред. А.С. Гинзбурга. -М.: Иностр. лит., 1981. -539 с.

89. Комаров B.C. Адсорбенты и их свойства. Минск, Наука и техника, 1977.-248 с.

90. Куликов В.А. Производство фанеры. М., 1976. - 367 с.

91. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1985. -320 с.

92. Кутателадзе С.С., Миронов Б.П., Накоряков В.Е., Хабахпашева Е.М. Экспериментальное исследование пристенных турбулентных течений. -Новосибирск,Наука, 1975.-С. 163.

93. Кутателадзе С.С. Пристенная турбулентность. — Новосибирск: Наука, 1973.-С. 70-77.

94. Куц П.С., Ольшанский А.И. Некоторые закономерности тепловлагооб-мена и приближенные методы расчета кинетики процесса сушки влажных материалов // Инж. -физ. журн. , 1977. Т. 32. № 6. С. 1007-1014.

95. Корчук Ю.А. Сушка радиальных лиственничных пиломатериалов в камерах периодического действия до эксплуатационной влажности: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.21.05. Красноярск, 2001. - 19 с.

96. Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. М. -Л., 1963.-320 с.

97. Лобанов И.Е. Математическое моделирование интенсифицированного теплообмена при турбулентном течении в каналах: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 01.04.14. Москва, 2005.-42 с.

98. Леончик Б.И., Данилов О.Л. Научные основы энергосбережения: Учебное пособие. М.: Издательский комплекс МГУПП. 2000. - 107 с.

99. Леончик Б.И., Токарь Н.В., Громолин С.Л. Методические указания к выполнению НИРС и УИРС по курсу «Зерносушение»: Моделирование на ЭВМ тепломассообменных процессов при сушке зерна. М.: МТИПП, 1986.-40 с.

100. Лыков А.В., Васильев Г.В. Исследование тепло- и массообмена при испарении жидкости из капиллярно-пористого тела// ИФЖ. — 1968. — т. XIV. № 3.

101. Смердов О.В. Интенсификация сушки древесных заготовок в поле электрического разряда при пониженном давлении: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.21.05. — Томск, 2002. 22 с.

102. Лыков А.В. Тепломассообмен в процессах сушки. М.: Гостехиздат, 1956.

103. Лыков В.М. Сушка в химической промышленности. -М.: Химия, 1970. -430с.

104. Лыков А.В. Тепломассообмен: Справочник. — М.: Энергия, 1972.

105. Лыков А.В. Теоретические основы строительной теплофизики. -Минск, 1961.-519 с.

106. Лыков М. В., Леончик Б. И. Распылительные сушилки. М.: Машиностроение, 1966. - 331 с.

107. Лыков А.В. Тепло- и массообмен в процессах испарения// Инж. физ. журн. 1962. - ТУ. - № 11. - С. 12-24.

108. Лыков А.В. Теория сушки. 2 - изд., испр. —М.: Энергия, 1972. — 470с.

109. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. — М.: Гостехиздат, 1954.

110. Лыков А.В., Куц П.С., Ольшанский А.И. Кинетика теплообмена процесса сушки влажных материалов // Инж. —физ. журн. , 1972. Вып. 23. № 3.

111. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. Л.: Гос-энергоиздат, 1963. 535 с.

112. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: В. Ш. 1967. 599 с.

113. Муштаев В.И., Тимонин А.С., Лебедев В.Я. Конструирование и расчет аппаратов со взвешенным слоем. М.: Химия, 1991.

114. Муштаев В.И., Ульянов В.М., Тимонин А.С. Сушка в условиях пневмотранспорта. М.: Химия, 1984.

115. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. -344 с.

116. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на ФОРТРАНе: Пер. с англ. М.: Мир, 1977 - 584 с.

117. Матвиенко Г.Г., Задде Г.О., Фердинандов Э.С. Корреляционные методы лазерно-локационных измерений скорости ветра. — М.: Наука, 1985.

118. Методические рекомендации по математическому моделированию процесса сушки и охлаждения зерна в установках плотного слоя / А.В. Демин, Ю.В. Исаков, Н.Э. Мильман, Т.А. Ананьева М.: ВИЭСХ, 1977. -44 с.

119. Методы расчета турбулентных течений. М.: Мир, 1984. - 464 с.

120. Мотулевич В.П. Гидродинамика, тепло- и массообмен в технологических аппаратах. СО АН СССР. Препринт 138/86. - Новосибирск, 1986. -22 с.

121. Мотулевич В.П., Жубрин СЗ. Численные методы расчета теплообмен-ного оборудования. -М.: Издательство МЭИ, 1989. 78с.

122. Мотулевич В.П. Метод относительного соответствия и его применение в задачах тепло- и массообмена. ИФЖ, т. XIX, № 1, 1968. С. 8 - 16.

123. Мотулевич В.П., Сергиевский Э.Д. Модель турбулентности в пристенных потоках при наличии внешних воздействий. В кн.: Труды МЭИ, вып. 609, М.: Моск. энерг. ин-т, 1983. - С. 26 - 38.

124. Мудров А.Е. Численные методы для ПЭВМ на языках Бейсик, Фортран и Паскаль. Томск: МП «РАСКО», 1991. - 272 е.: ил.

125. Невенкин C.JI. Сушене и сушилна техника — София: Техника, 1988. -300 с.

126. Назмеев Ю.Г., Коханина И.А. Теплоэнергетические системы и энергобалансы промышленных предприятий: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Издательство МЭИ, 2002. - 407 е., ил.

127. Нерпин С.В., Гураев Н.В. Кинетика испарения влаги из капиллярнопо-ристых тел. // Тепло- и массоперенос. ТУ: Тепло- и массоперенос в дисперсных системах. (Процессы сушки) M.-JL, 1966. - С.353 - 363.

128. Нестеренко А.В. Экспериментальное исследование тепло- и массообмена при испарении жидкости со свободной водной поверхности // ЖТФ. 1954. - т. XXIY, вып. 4,-С. 729-741.

129. Никитина JI.M. Термодинамические параметры и коэффициенты мас-сопереноса во влажных материалах. — М.: Энергия, 1968. — 499 с.

130. Никитенко Н.И. Исследование процессов тепло- и массообмена методом сеток. К: наук.думке, 1978. - 213 с.

131. Нефедова Н.И. Моделирование процессов тепло- и массообмена при утилизации высоковлажных тепловых вторичных энергоресурсов: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.14.04. Москва, 2006. - 20 с.

132. Ольшанский А. И. Исследование кинетики процесса сушки некоторых материалов. Автореф. дисс. . канд. техн. наук / ИТМО АН БССР. -Минск: 1972.-26 с.

133. Ольшанский А. И. Расчет длительности процесса сушки некоторых материалов // Строительные материалы, №7, 1976. С. 32-33.

134. Орлов А.А. Сушка лиственичных пиломатериалов с заданными потребительскими свойствами в камерах периодического действия: авторефератдиссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.21.05. — Красноярск, 2001. 19 с.

135. Ослабление лазерного излучения в гидрометиоритах. / Под ред. М.А. Колоскова. -М.: Наука, 1977.

136. Патанкар С.В., Сполдинг Д.Б. Тепло- и массообмен в пограничных слоях. -М., Энергия, 1971. — С. 126.

137. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. -М.: Энергоиздат, 1984. 296 с.

138. Пимента Р., Моффат Р.И., Кейс В.М. Структура пограничного слоя на шероховатой стенке при наличии вдува и теплообмена. Теплопередача, №2, 1979.-С. 1-9.

139. Поляков А.Ф., Шиндин С.А. Особенности измерения термоанемометром осредненной скорости в непосредственной близости от стенки. ИФЖ, 1979. т. 36, № 6. С. 985-990.

140. Поляев В.М., Башмаков И.В., Власов Д.И. и др. Влияние вдува на течение вблизи стенки в турбулентном пограничном слое на пористой пластине // Тепло- и массоперенос. Минск, 1972. - Т.1, ч.2. - С. 92-100.

141. Платонов А.Д. Интенсификация процесса сушки древесины трудносо-хнущих пород: Автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.21.05. Воронеж, 2006. -32 с.

142. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника (Справочник) / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина- М.: Энергоатомиздат, 1983. -552 с.

143. Промышленные тепломассообменные процессы и установки: Учебник для вузов / A.M. Бакластов, В.А. Горбенко, O.JI. Данилов и др.; Под ред. A.M. Бакластова-М.: Энергоатомиздат, 1986. 328 с.

144. Пухов А.К. Влияние скорости циркуляции сушильного агента на продолжительность и качество сушки пиломатериалов. Дис. . канд. техн. наук. — М.: Моск. лесотехн. ин-т, 1966.

145. Подковыркин А.И., Морозик Е.П., Лотвинов М.Д. Пути повышения эффективности использования вторичных энергоресурсов // Сб. науч. тр. / ЦНИИбуммаш. Л., 1982. С. 5-6.

146. Рудобашта С.П., Ильюхин М.С., Сидоренков Ф.Т. Расчет процессов сушки сельскохозяйственной продукции. Учеб. пособие. — Моск. ин-т инженеров с.-х. пр-ва им. В. П. Горячкина М. : МИИСП, 1987. 107 с.

147. Рудобашта С.П., Карташов Э. М. Диффузия в химико-технологических процессах. М. : Химия, 1993. - 225 с.

148. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / Под ред. А.Н.Плановского. М.: Химия, 1980. - 248 с.

149. Рейнольде А.Д. Турбулентные течения в инженерных приложениях: Пер. с англ. -М.: Энергия, 1979. 405 с.

150. Репик Е.У., Земская А.С., Левицкий В.Н. Влияние относительного удлинения и диаметра нити посадки термоанемометра на его показания. ИФЖ., т. XXXV, № 5, 1978. С. 820-826.

151. Репик Е.У., Пономарева Б.С. Исследование влияния близости стенки на показания термоанемометра в турбулентном пограничном слое. Изв. СО АН СССР. Сер. Технических наук, № 13, 1969. - С. 45-52.

152. Ринкявичус Б.О. Допплеровский метод измерения локальных скоростей с помощью лазеров// Успехи физических наук, 1973. №2. - С. 305-330.

153. Рогачевский В.И. Исследование и оптимизация конвективных сушильных установок для тканей: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1978. -28 с.

154. Роди В. Примеры моделей турбулентности для течения несжимаемой жидкости // Аэрокосмическая техника.- 1983.- Т.1. №2. С. 112-119.

155. Редин И.В. Оптимизация управления процессом сушки строительных материалов и изделий из древесины: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.13.06. Москва, 2004. - 18 с.

156. Рудобашта С.П., Данилов O.JL Энерго- и ресурсосбережение в сушильных установках. Труды Второй Всероссийской школы семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение — теория и практика» 19-21 октября 2004г. г. Москва. МЭИ. С. 35-41.

157. Смагин В.В. Использование нестационарного энергоподвода для интенсификации процесса сушки плоских материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1984. - 20 с.

158. Спассков М.В., Устинов А.К. Применение метода лазерной микрореф-рактории для исследования температурных полей в неизотермических потоках жидкостей// Тр. ин-та/ Моск. энерг. ин-т. 1988. - №191. - С. 64-69.

159. Сегаль Е.М., Лотвинов М.Д. Энергетические аспекты применения метода сопловой сушки // Экспресс —информация / ЦИНТИхимнефтемаш. М., 1978. №3.-18 с.

160. Смирнов Г.Ф., Цой А.Д. Теплообмен при парообразовании в капиллярах и капиллярно-пористых структурах. М.: Издательство МЭИ, 1999. -440 е., ил.

161. Сергиевский Э. Д. Разработка методов расчета и управление тепломассообменом и гидродинамикой в промышленных теплотехнологических и энергетических установках при наличии внешних воздействий. Дисс. . докт. техн. наук.- М.: МЭИ, 1984. 464 с.

162. Сергиевский Э.Д., Федяев А.А. Турбулентный пограничный слой в бинарных зонах смешения. Тепломассообменные процессы в аппаратах промышленной теплоэнергетики. Сб. науч. трудов МЭИ. № 173, 1988 г. С. 27-32.

163. Сафин P.P. Вакуумная сушка капиллярнопористых коллоидных материалов при конвективных способах подвода тепловой энергии: автореферат диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук: 05.17.08. — Иваново, 2007. 36 с.

164. Стерлин Д.М. Сушка в производстве фанеры и древесностружечных плит. М.: Лесная промышленность, 1977. - 382 с.

165. Повышение эффективности сушки усаживающихся материалов изменением конфигурации сушильной камеры: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд.техн.наук:05.14.04. -Ашгабат, 1993. -20 с.

166. Супранов В.М. Разработка метода расчета теплообмена в топках паровых котлов с учетом аэродинамической организации процесса горения: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. на-ук:05.04.01. -М., 1992. 19 с.

167. Систер В.Г., Муштаев В.И., Тимонин А.С. Экология и техника сушки дисперсных материалов. — Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 1999 г. -670 с.

168. Теплообмен при испарении жидкости в пористых телах / А.Н. Абра-менко, Л.Е. Канончик, А.Г. Шашков, В.К. Шелег // Инж. -физ. журн., 1982. Т. 45. № 2. С. 218-226.

169. Тимонин А.С. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Инженерно-экологический справочник: Учеб. пособие. М-во образования Рос. Федерации. Моск. гос. ун-т инженер, экологии (МГУИЭ). - 2003.

170. Теория тепломассообмена / Под ред. А.И. Леонтьева. — 2-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1997. - 684 с.

171. Турбулентные сдвиговые течения 1./ Пер. с англ. Под. ред. А.С. Гинев-ского. М.: Машиностроение. 1982. 432 с.

172. Уголев Б.Н. Деформативность древесины и напряжения при сушке. М.: Лесная промышленность, 1971. 173 с.

173. Устинов А.К., Солодов А.П. Исследование пульсаций конуса конденсации// Теплоэнергетика, 1988. №7. - С. 62-65.

174. Федяев A.A., Адомавичюс А.А. Снижение энергетических затрат в топке котла. Материалы конференции «Теплоэнергетика и технологии» Каунасского технологического университета. Каунас. Литва: КТУ, 2000 г. -С. 23- 26.

175. Федяев А.А., Видин Ю.В. Ресурсосбережение при конвективной сушке. Вестник Меэюдународной академии наук высшей школы. Научный и общественный журнал № 4 (14). Красноярск, 2000 г. С. 209 — 215.

176. Федяев А.А. Выравнивание неравномерного тепло- и массообмена для интенсификагщи процессов сушки. Энергосбережение: проблемы и перспективы. Избранные труды научно-практической конференции. Красноярск: КГТУ, 2001 г.-С. 110- 115.

177. Федяев А.А., Данилов О.Л., Коновальцев С.И. Математическая модель для энергетической оптимизации конвективных сушильных установок.

178. Труды 1-й Международной научно-практической конференции «Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлаэ!с-ностная обработка материалов)». В 4 томах. Т.2. М.: МГАУ, 2002. — С. 106-109.

179. Федяев А.А., Данилов О.Л., Федяева В.Н. Совершенствование аэродинамики рабочих камер конвективных сушильных машин. Тезисы докладов Международной конференции «Тепломассообмен в технологических процессах», Юрмала, 1991 г. — С. 70—71.

180. Федяев А.А., Данилов О.Л., Федяев П.А. Энергетическая оценка некоторых приоритетных направлений энергосбережения. Труды Братского государственного технического университета. — Том 2. — Братск: БрГТУ, 2003. С. 123 - 125с.

181. Федяев А.А., Данилов О.Л. Оптическое локальное зондирование неоднородного пограничного слоя в зоне испарения. Труды Братского государственного технического университета. — Том 2. — Братск: БрГТУ, 2002. — С. 25 28.

182. Федяев А.А., Данилов О.Л. Прецизионная диагностика неоднородного пограничного слоя. Естественные и инженерные науки — развитию регионов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции. -Братск: БрГТУ, 2002. С. 24-25.

183. Федяев А.А., Данилов О.Л., Сергиевский ЭД. Структура турбулентного пограничного слоя в условиях неизотермичности (болгарский яз.). Научная сесия «В МЕИ» Ленин «89»-София, 1989г. С. 86.

184. Федяев А.А. Исследование возможностей интенсификации тепломассообмена при сушке пиломатериалов. Труды Братского государственного технического университета. Т.2. —Братск: БрГТУ, 2001 г. — С. 48 — 53.

185. Федяев А.А. Использование ВЭР для сушки различных материалов. Труды Братского индустриального института. Материалы XIX научно — технической конференции. Братск: БрИИ, 1998 г. — С. 194 — 195.

186. Федяев А.А. Использование низкопотенциального тепла промпред-приятий для сушки рабочей одежды. Труды Братского государственного индустриального института. Материалы XX научно — технической конференции. В 2т.~ Братск: БрИИ. 1999 г., т.2. — С. 38 — 39.

187. Федяев А.А. К вопросу использования низкопотенциального тепла про-мыитенных предприятий. Труды Братского индустриального института. Материалы XIX научно — технической конференции. Братск: БрИИ, 1998 г.-С. 196-197.

188. Федяев А.А., Колосов В.В. Использование низкопотенциалъного тепла предприятий для сушильных камер малой производительности. Достижения науки и техники —развитию сибирских регионов. Тезисы докладов

189. Всероссийской научно — практической конференции с международным участием; в Зч. ч.2. Красноярск: КГТУ, 1999 г. С. 251-252.

190. Федяев А.А. Математическая модель для энергетической оптимизации тепломассообменного оборудования. Труды Братского индустриального института. Материалы XIX научно — технической конференции. Братск: БрИИ, 1998 г. С. 193 - 194.

191. Федяев А.А., Пак Г.В., Видин Ю.В. Математическая модель неравномерного тепломассообмена для теплотехнологических аппаратов. Вестник ассоциации выпускников КГТУ. Выпуск 7. Красноярск: КГТУ, 2002 г. — С. 67- 70.

192. Федяев А.А. Повышение теплотехнической эффективности конвективных сушильных установок путем изменения режимно — конструктивных параметров в рабочих камерах. Автореферат диссерт. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук М., 1988 г. — 20с.

193. Федяев А.А. Повышение энергоэффективности сушильных машин при термообработке пилопродукции. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 5-6. Казань: КГЭИ, 2002 г. -С. 32-37.

194. Федяев А.А. Пути развития сушильной техники в условиях Сибири. Труды Братского государственного индустриального института. Материалы XXнаучно -технической конференции. В 2т.~ Братск: БрИИ. 1999 г., т.2. С. 42-43.

195. Федяев А.А. Расчет внешнего тепломассообмена в камерах теплотехнологических установок. Естественные и инженерные науки — развитию регионов Сибири: Материалы Всероссийской научно-технической конференции. -Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007. -С. 84- 85.

196. Федяев А.А. Ресурсосбережение при сушке лущеного шпона. Межвузовский сборник научных трудов «Проблемы экономии ТЭР на промпред-приятиях и ТЭС». Санкт-Петербург: СПбГТУРП, СПбГТУ, СЗТИ, 2001 г. -С. 68 75.

197. Федяев А.А. Ресурсосбережение при широкомасштабной сопловой сушке длинномерных материалов. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 5-6. Казань: КГЭИ, 2000 г. — С. 63 — 69.

198. Федяев А.А. Совершенствование сопловых сушилок лущеного шпона. Материалы конференции «Теплоэнергетика и технологии». Каунасский технологический университет. Литва, Каунас: КТУ, 2000. — С. 59 — 62.

199. Федяев А.А. Снижение внеплановых энергозатрат при управлении аэродинамическими режимами в топке котла. Известия высших учебных заведений. «Проблемы энергетики». № 3-4. Казань: КГЭИ, 2000. — С. 36 — 40.

200. Федяев А.А. Совершенствование аэродинамических характеристик топочных камер. Труды семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике. Новосибирск: 1999 г. — С. 191 — 192.

201. Федяев А.А. Совершенствование аэродинамических характеристик топки котлоагрегата для снижения эксплуатационных затрат. Про-мыишенная энергетика -2007. № 10. — С. 35 — 37.

202. Федяев А.А., Федяева В.Н., Данилов О.Л. Конвективная камерная сушилка. Патент на изобретение № 2215251. — 2003г.

203. Федяев А.А., Белокобылъский С.В., Федяева В.Н. Повышение эффективности сушильных установок при термообработке пиломатериалов. Вестник ПГУ, №2, серия Энергетическая. — Павлодар, 2006. — С. 97 — 105.

204. Федяев А.А. Исследование внутреннего тепломассопереноса в дискретных капиллярно-пористых коллоидных материалах. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 11-12. Казань: КГЭИ, 2007 г. -С. 129-132.

205. Федяев А.А., Федяев П.А. Инструментальное обеспечение проведения энергоаудита. Естественные и инженерные науки — развитию регионов: Материалы межрегиональной научно-технической конференции. -Братск: БрГТУ, 2003. -С. 85- 86.

206. Федяев А.А. Повышение эффективности неравномерной сушки длинномерных материалов. Промышленная энергетика — 2007. № 12. — С. 30 -33.

207. Федяев А.А. Особенности тепломассобмена в пористых структурах. Труды Братского государственного технического университета. — Том 2. Братск: БрГТУ, 2002. -С. 23- 25.

208. Федяев А.А. Программное обеспечение для исследования внутреннего влаготеплопереноса в капиллярно-пористых телах. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 7-8. Казань: КГЭИ, 2007 г. — С. 135- 138.

209. Федяев А.А., Федяев П.А. Програлша численного расчета многомерных систем тетомассообмена. Труды Братского государственного индустриального института. Материалы XX научно—технической конференции. В 2т.- Братск: БрИИ. 1999 г., т. 1. С. 154.

210. Федяев А.А., Федяева В.Н., Сергиевский Э.Д. Способ тарировки датчика объемной концентрации. Патент на изобретение № 2210751. — 2003 г.

211. Федяев А.А., Данилов O.JI. Повышение энергоэффективности сушильных установок при термообработке пиломатериалов. Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н.И.Вавилова, — 2007. № 6. — С. 62 — 65.

212. Федяев А.А., Федяева В.Н. Сушка пиломатериалов при использовании бросового тепла промпредприятий. Труды Братского государственного индустриального института. Материалы XX научно —технической конференции. В 2т.-Братск: БрИИ. 1999 г., т.2. — С. 43.

213. Федяев А.А. Энергосбережение при сушке пиломатериалов за счет кинетической оптимизации. Вестник КрасГАУ. — 2008. № 1 (22). — С. 228 -232.

214. Федяев П.А., Данилов О.Л., Федяев А.А. Численные исследования энергетических выгод утилизации горючих БЭР целлюлозно-бумажного комбината. Проблемы энергетики. Известия высших уч. заведений. № 9-10. Казань: КГЭИ, 2007 г. С. 130 - 133.

215. Федяев А.А. Экономия энергоресурсов при сжигании древесных отходов в котлоагрегатах. Труды семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике. Новосибирск: 1999 г. — С. 194.

216. Федяев А.А. Экономия энергоресурсов при тепловой сушке. Труды Братского государственного университета. Братск: БрГТУ, 2000 г. — С. 136-139.

217. Федяев А.А. Энергосбережение при выработке тепловой энергии для систем теплоснабжения. Труды семинара вузов Сибири и Дальнего Востока по теплофизике и теплоэнергетике. Новосибирск: 1999 г. — С. 193.

218. Федяев А.А. Энергоэффективная оптимизация процессов сушки в высокопроизводительных установках. Проблемы экономии ТЭР на пром-предприятиях и ТЭС: Межвуз. сб. науч. тр./ СПбГТУРП, СПбГТУ, СЗПИ, Санкт-Петербург, 2002 г. — С. 117—123.

219. Федяев П.А., Федяев А.А., Варанкина Г.С., Брутян КГ. Интенсификация процессов тепломассообмена при термовлажностной обработке пи-лопродукции. ЛесПромИнформ. — 2006. № 3 (34). — С. 62.

220. Федяев П.А., Федяев А.А., Данилов О.Л. Численные исследования по снижению энергозатрат в технологической цепочке многокорпусная выпарная станция — содорегенерационный котлоагрегат. Промышленная энергетика 2007. -№ 1. —С. 38- 42.

221. Хинце И.О. Турбулентность. М.: Физматгиз, 1963. - С. 680.

222. Хомченко Н.В. Расчетно-экспериментальное исследование процессов во вращающихся сушильных установках бытового и промышленного назначения. Дисс. . канд. техн. наук -М.: МЭИ, 1999. — 160 с.

223. Хуссейн, Рамгин. Влияние формы осесимметричного конфузорного канала на турбулентное течение несжимаемой жидкости. ТОИР (Труды Американского общества инженеров-механиков, серия Д), 1976, № 2. - С. 300-311.

224. Хуссейн, Рейнольде. Экспериментальное исследование полностью развитого турбулентного течения в канале. ТОИР (Труды Американского общества инженеров-механиков, серия Д), 1975, № 4. - С. 295-309.

225. Хасаншин P.P. Конвективная сушка пиломатериалов в разреженной среде теплоносителя: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.17.08./05.21.05. Казань, 2007. - 16 с.

226. Чиннов Е.А. Гидродинамика и теплообмен в капиллярных течениях с естественной циркуляцией: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук: 01.00.14. — Новосибирск, 2004. — 20 с.

227. Шаповалова Г.П. Оптимизация кинетики сушки в фильтрационных сушильных установках периодического действия. Дисс. . канд. техн. наук.- М.: МЭИ, 1998. 176 с.

228. Шитов Н.Ф. Воздействие направленного вдува на теплообмен в каналах промышленных теплоэнергетических установок. — Автореф. . канд. техн. наук, М., МЭИ, 1984. 20с.

229. Шишкина Е.Е. Сушка пиломатериалов в камерах малой мощности с естественной циркуляцией воздуха: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.21.05. СПб., 2006. - 20 с.

230. Чжоу В. Трение и теплообмен в пограничном слое на шероховатой поверхности: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.07.05. Москва, 2004. - 19 с.

231. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя: Пер. с нем. Г.А. Вольперта, -М.: Наука, 1974.-712с.

232. Шубин Г.С. Проектирование установок для гидротермической обработки древесины. -М.: Лесная промышленность, 1983. 272 с.

233. Шубин Г.С. Некоторые закономерности процесса сушки древесины и методы расчета ее продолжительности //Тепло- и массоперенос. Киев, 1968.-Т.6, ч.1.-С. 273-286.

234. Шубин Г.С. Оптимизация сушки пиломатериалов в противоточных камерах непрерывного действия// Деревообрабатывающая промышленность. -1981/5.-С. 6-10.

235. Шубин Г.С. Физические основы и расчет процессов сушки древесины. -М., 1973.-248 с.

236. Шубин Г.С. Экспериментальное исследование тепло- и массообмена при высокотемпературной конвективной сушке плоских древесных материалов// Тепло- и массоперенос в процессах сушки. — М.-Л.: Госэнергоиз-дат, 1963.-С. 186-196.

237. Шувалов С.Ю. Энерго- и ресурсосбережение путем направленного воздействия на неравномерность теплогидродинамического режима при сушке дисперсных и диспергированных материалов. Дисс. . канд. техн. наук.- М.: МЭИ, 2002. 20 с.

238. Эффективное использование топливно-энергетических ресурсов. Опыт и практика СССР, ВНР, ГДР и ЧССР/ Под ред. Д.Б. Вольфберга. М.: Энерго атомиздат, 1983 г.

239. Якубов С.И. Выбор оптимального способа сушки для дисперсных материалов в аппаратах взвешенного слоя: автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук: 05.17.08. — Ташкент, 2002. 20 с.

240. Ashby E.G. Improving the efficiency of the paper and board machine drying section // Pap. Technol. and Ind., v. 26.1986. № 8. P. 366- 369.

241. Bruun H.H. Interpretation of hot-wire probe signals in subsonic airflows. J Phus. E.: Sci. Instrum., N 12, 1979.-P. 1116-1128.

242. В lorn J. Experimental determination of the turbulent Prandtle number in a developing temperature boundary layer. Fourth Intern. Heat Transfer Conference, Paris Versailles, 1970. - P. 22.

243. Danilov O.L., Konovaltsev S.I., Serov R.A., Vlasenko S.A. Increasing the Efficiency of Non-Uniform Drying. Int. Conf. Heat and Mass Transfer in Technological Processes, Jurmala, 1991. P. 45-47.

244. Fedyaev A.A. Increase of power efficiency of heat technological equipment in the time of building materials' thermal treatment. lere conference international sur 1' efficatite energetique. Alger — Algerie. Tome 2. — 2003. — S. 210 -213.

245. Fedyaev A.A., Mironov A.K., Sergievskiy E.D. An Experimental Investigation of Binary Turbulent Boundaiy Layer Structures. Dantec Information. "Measurement and Analysis September 1990 ". —S.13 — 15.

246. Instruction manual for model 1015 c correlater, TSI Incorporated.

247. Katto Y., Koizumi H., Yamaguehi T. Turbulent Heat Transfer of a Gas Flow on a Evaporating Liguid Surface Bui. of JSME, 1975. Vol. 18. №122.

248. Klebanoff P.S. Characteristics of turbulence in a boundary layer with zero prossure gradient, NACA Rep. 1245, 1955. P. 1135-1153.

249. Leontiev A.I. Turbulent boundary layers with injection and suction. VI International Heat Transfer Conference, Toronto, 1978. P. 509-524.

250. Thermique industrielle optimisation ёпе^ёйцие d'un 8ёсЬе-1и^е. CENERG ESSWEIN, Etude dirigёe par Denis Clodic, Septembre - Octobre 1995.

251. The PHOENICS Reference Manual. CHAM TR7 200 (PIL).

252. Reynolds O. On the extent and action of the heating surface for steam Boilers. Proceedings Manchester Lit. Phil. Soc., 1894. vol. 8.-P. 1183-1213.

253. Smits A.I., Perry A.E. A note on hot-wire anemometer measurements of turbulence in the presence of temperature fluctuations. J. Phys. E.: Sci. Instrum., Vol. 14, 1981.-P. 311-312.

254. Simpson R.L., Kays W.M., Moffat R.J. The turbulent boundary layer on porous plate: An experimental study of the fluid dinamics with injection and suction. Rep. NO HMT-2, Stanford University, 1967.

255. Simpson R.L., Written D.G., Moffat RJ. An experimental study of the turbulent Prandtle number of air with injection and suction. Int.J.H.M.T., 1970, V.13, №1. - P. 125-143.

256. Washing Machines, Driers and Dishwashers, Final Report CTTN IREN (France), DEFU (Denmark), SWOKA (Netherlands). Van Holstein en komma (Netherlands). Vol. II and III. June 1995.

257. Zyne Z.H., Callay W. Fibber properties and fiber -water relationships in relation to the strength and rheology of wet webs // Tappi. 1954. H.37. № 17. -P. 581-586.

258. Федяева В.Н., Федяев А.А., Белокобыльский С.В. Тепломассообмен. Проектирование поверхностного кожухотрубного теплообменника:

259. Логическая структура диссертации.