автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Влияние условий теплопередачи на эффективность теплообменных процессов при сушке рулонных материалов в конвективных аппаратах

На правах рукописи

Чебыкин Василий Вячеславович

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СУШКЕ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В КОНВЕКТИВНЫХ АППАРАТАХ

05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Череповец 2005

Работа выполнена в Вологодском государственном техническом университете

Научный руководитель - доктор технический наук, профессор Осипов

Юрий Романович

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор, заслуженный изобретатель РФ Юдин Рафаил Айзикович

Ведущее предприятие - ОАО «Вологодский текстиль», г. Вологда,

Советский проспект, 135 «Б».

Защита диссертации состоится «28» октября 2005 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета Д 212.279.01 в Череповецком государственном университете по адресу: 162600, Вологодская обл., г Череповец, пр. Луначарского, 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Череповецкого государственного университета.

Автореферат разослан «24» сентября 2005 г.

Ученый секретарь

кандидат технических наук, доцент Запатрина Наталия Владимировна

диссертационного совета

Никонова Е.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В химической, целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности и других производствах, выпускающих различного рода листовые материалы, важную роль занимает процесс сушки. Именно сушка является одной из наиболее ответственных стадий производства, на которых формируются физико-механические свойства, и определяется качество готового продукта.

Среди многообразия технологических процессов важное место занимают гетерогенные процессы, протекающие в системах «газ-материал». Скорость протекания этих процессов и качество готового продукта сильно зависят и определяются закономерностями переноса вещества и энергии во взаимодействующих фазах.

Совершенствование термических технологий при сушке рулонных материалов связано с интенсификацией процессов тепло - и массопереноса, со снижением расхода энергии на единицу выпускаемой продукции и повышением показателей ее качества.

Основой для моделирования процессов термообработки, создания методов расчета конструкций аппаратов является теория тепломассопереноса, которая учитывает взаимную связь между тепломассопереносными характеристиками обрабатываемого материала и газовой среды.

Необходимость проведения исследований с целью разработки математических моделей тепломассопереноса в процессе термической обработки рулонных материалов с учетом изменения коэффициентов внутреннего и внешнего переноса теплоты и массы вещества и создания на их основе инженерных методов расчета конструкций аппаратов конвективного типа и определяют актуальность настоящей работы.

Цель работы. Теоретическое обобщение результатов математического моделирования и расчета процессов тепломассопереноса при термической обработке листовых и рулонных материалов в аппаратах конвективного типа, базирующееся на новых решениях краевых задач внутреннего тепломассопереноса; развитие и совершенствование на этой основе инженерных методик расчета процессов; создание универсальной методики расчета термообработки на основе конвективного метода; расчетно-экспериментальное исследование процесса в лабораторных и промышленных условиях; выработка рекомендаций для промышленного освоения результатов исследования; внедрение разработанной методики в практику проектных подразделений предприятий.

Научная новизна диссертации состоит: в теоретико - экспериментальном исследовании внутренней задачи тепло - и массообмена при конвективной сушке рулонных тканых материалов; впервые разработанном обобщенном методе расчета температурного поля и поля влагосодержания для термической обработки листовых материалов, сопровождающейся фазовыми и химическими превращениями и протекающей в системе «газ-материал»; в разработке методики выбора оптимальных режимов рассматриваемых процессов. Полученные решения краевых задач тепломассопереноса легли в основу разработки математических моделей расчета процессов конвективной сушки листовых и рулонных материалов.

Практическая ценность результатов работы заключается в том, что разработаны и доведены до конечной реализации инженерные методы расчета процессов теплообмена при конвективной сушке рмл<й№1ХЯМ^рй2НЯ»^*|едренные в расчетную практику ряда предприятий (ОАО «Амм »фос»?по яказанию работ и услуг

природоохранного назначения», ООО «ССМ - Тяжмаш», ОАО «Северсталь», ООО «Интерлес», ООО «Октава-Плюс», ГУП «Вологодский вагоноремонтный завод», СЖД филиал ОАО «РЖД» локомотивное депо Вологда). Проведено обобщение результатов исследования и сравнение с результатами других исследователей по процессам теплообмена при термообработке рулонных материалов в установках конвективного типа.

Реализация результатов работы осуществлена при сушке рулонных тканых материалов на ОАО «Аммофос» г. Череповец; в Государственном учреждении «Центр по оказанию работ и услуг природоохранного назначения» г. Вологда; ООО «ССМ -Тяжмаш» г. Череповец; ОАО «Северсталь» г. Череповец; ООО «Интерлес» г. Вологда; ООО «Октава-Плюс» г. Вологда; ГУП «Вологодский вагоноремонтный завод»; Северной железной дороге: филиал ОАО «РЖД» локомотивное депо Вологда г. Вологда. По материалам диссертационной работы получены две приоритетные справки о выдаче патентов РФ на изобретения' «Способ термообработки синтетического рулонного материала» №2003100585; «Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий» №200311039.

Достоверность приведенных результатов и выводов, сделанных на их основе, подтверждается проведенными экспериментальными исследованиями, а также опытными данными других авторов.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на: первой Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектирование и производство» (Нижний Новгород, 1999), региональной межвузовской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2001); областной научно-практической конференции «Наука производству» (Вологда, 2001); международной научно-технической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетических системах» (Вологда, 2001); второй Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 2001); восьмой научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технология.» (Москва, НИИШП, 2001); межрегиональной научной конференции аспирантов «Молодые исследователи - региону» (Вологда, 2002); третьей и четвертой международных научно-технических конференциях «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2002,2004); международной научно-технической конференции, посвященной 75-летнему юбилею АГТУ (Архангельск, 2004).

По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, включающего 151 источник, 2 приложений. Объем диссертации: 141 страница машинописного текста, 26 рисунков, 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследований, показана научная новизна и практическая ценность и изложены основные положения, выносимые на защиту По результатам предварительного анализа целей работы разработана структура и содержание диссертации.

Глава 1. Теоретические аспекты процессов теплообмена при сушке рулонных материалов конвективным способом. Конструктивная реализация и оценка эффективности.

Выполнен анализ современного состояния теории и практики конвективной термообработки, а именно сушки листовых и рулонных материалов. Приведено описание применяемых в настоящее время сушильных конвективных аппаратов и оборудования.

Анализ принципов и теплотехнологических схем сушильных установок, используемых в промышленности и сельском хозяйстве, позволяет констатировать, что в подавляющем большинстве сушилок (до 95%) энергия к влажному материалу подводится конвективным путем.

Процесс конвективной сушки определяется двумя основными задачами: внутренней и внешней. Внутренняя задача характеризуется превращениями, происходящими с материалами в процессе их термообработки, и изменениями температуры по толщине образца. Внешняя задача определяет условия нагрева материала и интенсивность тепло - и массообмена между теплоносителем и поверхностью, в результате которых устанавливается необходимая для совершения внутренних превращений температура. Если особенности внешней задачи достаточно подробно изучены (A.B. Лыков, М.В. Лыков, Ю.А. Михайлов, Г.К. Филоненко, В.Д Гвоздев, A.A. Сальников, A.A. Аваев, C.B. Федосов, В.А. Зайцев, О.А Бунин, Ю.А. Малков, Б.С. Сажин, А.Н. Плановский, В.И. Муштаев, В.М. Ульянов, К.Ф. Павлов, П.Г Романков, И.Г. Гуревич, Б.И. Федоров, З.П. Шульман, М.В. Казанский, В.В. Красников, О. Кришер, П.Д. Лебедев, В.К. Лебедева, Л.Я. Ауэрман, Т.К. Шервуд, С.С. Забродский, Н.И Гельперин, H Б. Рашковская, В А. Членов), то внутренние задачи сушки при использовании различных теплоносителей требуют дальнейшего изучения и решения.

Аналитическое исследование внутренней задачи тепло - и массообмена при конвективной сушке материалов связано с решением известной системы дифференциальных уравнений тепло - и массопроводности:

+ fFVD, = ÄnV2U, +/?12V2V2 + ÄI3V21)3 + П, ' (,Л)

дх

^+WVU2 = Äj,'V21), + RJV2U2 + Ä23 V2"D3 + П2 > ( 1,2)

di

^ + WVX), = R}1V2D, + Ri2V2D2 + Ä33V21)3 + П3 > (1 '3)

dt

где Uj - параметр тепло - и массопереноса, RKi - теплофизические коэффициенты

переноса, П, - источник, W - вектор скорости движения среды.

В комплексе с начальными и граничными условиями система уравнений (1.1-1.3) представляет собой краевую задачу тепловлагопереноса, позволяющую в принципе производить расчеты полей влагосодержаний и температур, а также средних значений этих величин в процессе термообработки. Проведен анализ работ и существующих решений в области теплообмена при конвективной сушке рулонных и листовых материалов ряда авторов: В.Д. Гвоздева (1973 г.), A.A. Сальникова (1970 г.), Е.В. Борисовой (1978 г.), A.A. Аваева (1975 г.), Д.И. Асеева (1986 г.), Л.М. Боданкина (1989 г.), А.Л. Павлова (1995 г.), В.А. Зайцева (1996 г.), О.Л. Данилова (1996 г.), В.В.

Скурихина (1999 г.), P.C. Закирулина (2000 г.), И.С. Каширина (2002 г.) и др.

Установлены положительные и отрицательные стороны различных методов конвективной термообработки и расчета теплообмена рулонных материалов. Рассмотрены и проанализированы существующие установки для термообработки материалов различными конвективными методами.

Конвективный метод является наиболее перспективным для термообработки рулонных и листовых материалов, позволяет интенсифицировать процесс тепломассопереноса и повысить экономичность установок. Однако рационального использования конвективного подвода теплоты можно достигнуть лишь в результате углубленного теоретического и математического исследования процесса тепломассопереноса, так как нерешенными остаются множество проблем, связанных с увязкой получаемых решений с условиями гидродинамического взаимодействия фаз. Малое время воздействия газового потока на твердую фазу, существенное изменение температуры и свойств сплошной фазы в процессе термообработки, накладывают определенные ограничения на возможности традиционных методов расчета, а зачастую и определяют полную невозможность применения некоторых из них, прекрасно зарекомендовавших себя для расчета процессов с неизменными параметрами газовой среды

Проведенный анализ делает актуальными разработку обобщенного, универсального метода расчета и математической модели для конвективной термообработки листовых и рулонных материалов.

Глава 2. Моделирование тепломассопереноса при термической обработке рулонных материалов.

Одним из важнейших параметров термообработки, определяющих процесс сушки, является коэффициент теплоотдачи. Проанализированы работы таких авторов, как: О. Кришер, В.В. Красников, A.C. Гинзбург, Б.И. Леончик, П.С. Куц, С. Невенкин и др. Совершенствованию методов расчета статики сушки посвящены работы Л.К. Рамзина, Н.Е. Федорова, Ш. Эндрени, В.И. Муштаева и др. Проблемы теории и практики энергосбережения в теплотехнологии, к которой относится и тепловая сушка, рассматриваются в работах А.Д. Ключникова, Н.И. Доброхотова, С.Н. Ятрова, Р.Б. Ахмедова и др. Физические условия сопловой обработки рулонных материалов рассматривались такими авторами, как: В.И. Коновалов, A.M. Коваль, Д.И. Асеев, С.В.Федосов, В.А. Зайцев, М.Г. Гончаров, И.С. Каширин, Е.Ф. Трофимов и др. Вопросам создания теории псевдоожиженных систем, разработке проблем их гидродинамики, тепло - и массообмена посвящены работы таких ученых, как П.Г. Романков, С.С. Забродский, Н.И, Сыромятников, О.М. Тодес, А.Н. Плановский, Н.И. Гельперин, В.Г. Айнштейн, А.П. Баскаков, Н.Б. Кондуков, Н.Э. Шахов, И.Г. Мартюшин, Д.И. Орочко, Б.С. Сажин и др.

Рассмотрены основные методы решения системы дифференциальных уравнений A.B. Лыкова (1.1)-(1.3); в том числе, комбинированный метод, развитый в работах профессоров С.П. Рудобашты, C.B. Федосова, В.А. Зайцева, подразумевающий разбиение всего процесса термообработки на малые промежутки времени («микропроцессы»). Теплофизические коэффициенты полагаются постоянными в пределах одного «микропроцесса», но ступенчато изменяющимися при переходе от одного «микропроцесса» к другому. С помощью его проведено в работе решение

дифференциальных уравнений тепло - и массообмена в исследованных материалах Особенностью комбинированного метода расчета является сочетание аналитических методов решения краевых задач внутреннего тепломассопереноса для произвольного «микропроцесса» с применением численных методов для расчета в аппарате.

Как известно, экспериментальное исследование конвективного теплообмена большей частью сводится к нахождению коэффициентов теплоотдачи. Методы определения коэффициента теплоотдачи можно разделить на стационарные и нестационарные. В стационарных методах должны быть достигнуты такие условия, при которых ни температура, ни тепловой поток не меняются во времени. В этом случае коэффициент теплоотдачи (а) определяется из закона Ньютона-Рихмана. Для определения а необходимо измерить соответствующую температуру и найти плотность теплового потока. Последняя может быть определена на основе других физических процессов. Для этого может быть использован метод постоянного теплового потока (В.П. Исаченко, В.А. Осипова).

Методы нестационарного теплообмена более сложны, чем методы стационарные, уже потому, что обычно приходится находить способы определения часто меняющихся во времени тепловых потоков. Исключения составляют методы регулярного режима. Поскольку а - функция режима, при нахождении коэффициента теплоотдачи нельзя ограничиться выбором какого-либо одного режима; предпочтительнее находить зависимость коэффициента теплоотдачи от режима или, по крайней мере, проводить измерение в интересующих нас условиях теплообмена.

Для нахождения коэффициентов теплоотдачи при нестационарном теплообмене используют экспоненциальный метод, метод поверхностных точек (двух точек), метод последовательных интервалов, метод средней температуры, метод определения теплового потока (<7) на поверхности полубесконечного тела и др.

Проанализированы методы и уравнения для определения коэффициента теплоотдачи при таких видах конвективной термообработки, как: сопловая термообработка; в псевдоожиженном слое инертного зернистого теплоносителя и методом простой конвекции, в аппаратах с активным гидродинамическим режимом и др.; определены области применения расчетных формул для коэффициентов теплоотдачи, расчета оптимальной скорости теплоносителя и других теплотехнических и гидродинамических параметров. Результаты исследования приведены в табл. 2.1

Таблица 2.1. Теоретические соотношения для расчета коэффициента теплоотдачи (числа Нуссельта)___

Автор, способ термообработки Расчетная формула Примечание

1 2 3

Гельпернв Н.И., Айнштейн ВТ., К ваша В.Б., конвекция, псевдоожиженный слой зернистого инертного теплоносителя (ПСЗИТ) Ми = 1.42Яе-0075 Рг04(5П/¿»Г1 Сушка ткани

Забродский С.С (ПСЗИТ) ~ 1 п „02-1 06 ,-0 36 «ШАХ =37 ртеХг с! Теплообмен осложненный массобменом

Марпошнв И. Г., Варыгнв Ц.Ц. (ПСЗИТ)

Штах = 0,86 Аг

0,2

Чистый теплообмен

Гельаернн Н.И., Айнштейв В.Г., Романова Н.А

_(ПСЗИТ)_

Чистый теплообмен

Гвоздев В.Д., Сальников А.А.,

конвекция, (ПСЗИТ)

№ = Рг" /* Ыи = ВКет 1кп

Ии = 0,69 Аг0-22

0 22-, 0 67 л-й 34

10 33 „О 11

СТА ..011

Сушка ткани

Сушка ткани

воздухом Теплообмен, осложненный массообменом

Бунин О.А., Малков Ю.А.

Конвекция

К<5 м/с а =5+3.4К/'; К>5 м/с а =6,14(У/Д),78;

а = 3(К/)08/^

а =48(Уу/,ш а = (32-37)/^

а = 47

а =43

1000

1000 +2 Ш/Л

1000 1000 + 1.7А2)

ч ^ ,

V У

Сушка ткани Естественная

конвекция Вынужденное движение воздуха,

при различной скорости воздуха При турбулентном движении газов по трубе или каналу в узком щелевом прямолинейном канале При петлеобразном движении ткани

Для щелевых сопел

Для круглых сопел

Асеев Д.И., Каширин И.С.

Конвекция, сопловая обработка

№. =

0,0163В43/|5Рг4/|5

ргП/15?.7/30

13/15

Сопловой обдув, область продольного обтекания ткани Сопловой обдув, автомодельное течение

Закирулии Р.С.

Конвекция

Ми=К\+0.59Яеоь '(1 + 1.55 7(Г4Яе/25

а = А^АГ, + 0.59-^1^ VI? +1.55 • Ю-4 Яе)

Поверхность испарения не углубляется в

материал Параллельно продуваемые пластины при постоянной скорости

теплоносителя К\ - коэфф зависящий от формы изделия

Проведенный анализ позволяет сделать вывод о том, что существует множество подходов к моделированию процесса термообработки, поэтому, как указывалось, есть необходимость в создании обобщенной теории расчета полей температур и влагосодержаний при конвективной термообработке.

Глава 3. Обобщенная теория аналитического расчета полей температур н влагосодержаний при сушке рулонных и листовых материалов.

Рассмотрена физическая картина процессов, протекающих в конвективных камерах термообработки рулонных и листовых материалов; сформулированы краевые задачи процессов тепловлагопереноса в неограниченной пластине и приведено решение этой задачи. Наиболее перспективным направлением в области математического моделирования тепломассопереноса представляется использование комбинированного метода расчета, заключающегося в совместном применении аналитических и численных методов решения. Вместе с начальными и граничными условиями система (1.1-1 3) является краевой задачей тепломассопереноса, позволяющей производить расчеты температурных полей и полей влагосодержаний.

В соответствии с предложенным методом время всего процесса термообработки представляется цепью достаточно малых промежутков времени. Теплофизические коэффициенты полагаются постоянными в пределах одного малого промежутка времени, но ступенчато изменяемыми от одного к другому В связи с этим система (1.1 -1.3) для каждого процесса может рассматриваться как линейная. Она сводится к системе (3.1):

(3 1)

дЩ:с,т) .„,.„ , К 4

дх

где д _ ££_ дЦ(х,т) ■ _ д Т{х,х) _ внутренние источники теплоты и массы. с дх дх2

Решение системы (3.1) с соответствующими начальными и линейными граничными условиями для произвольного малого промежутка времени позволяет получить явные зависимости и продолжить расчет температурных и массосодержащих полей для следующего малого промежутка времени. Объединяя последовательно результаты расчета для всех микропроцессов, получаем полную картину динамики полей влагосодержаний и температур при термообработке листовых материалов. Используя предложенный метод, промоделируем тепломассоперенос при конвективной термообработке листовых материалов. С точки зрения моделирования такой процесс может быть представлен краевой задачей нестационарного переноса теплоты и массы с симметричными условиями.

С учетом невысоких температур сушки (373-473 К) и пренебрегая внутренним испарением, система уравнений запишется следующим образом:

дЩх, т) , д2и(х, т)

-= к-^— >

дх дх с\

дТ(х, т) дгТ(х,х)

-= а-^—>

дх дх2

т>0;0<х<Я-, и(х,0) = и9(х);Т(х,0) = Т0{х), (3 3)

Е/(0,т)*оо ;7*(0,т)^ оо, (3-4)

дг Эт

/?[С/ = а[Ге-Г(Л,т)] = 1^+д(т)- (3.5)

дх дх

где (3.3) - начальные условия, (3.4) - граничные условия, (3.5) - граничные условия

третьего рода.

Начальные условия отражают факт того, что при переходе от одного малого процесса к другому сформируются поля влагосодержания и температур, переменные по координате. Обычно при конвективной термообработке обе поверхности материала находятся в одинаковых условиях теплового взаимодействия с тепловым агентом, поэтому задача является симметричной, что отражается граничными условиями. Граничные условия третьего рода показывают, что поток влаги, поступающий к поверхности из внутренних слоев материала, отводится теплоносителем посредством массоотдачи и представляет собой баланс теплоты на поверхности.

Для решения приведенных выше систем (3.2)-(3.5) вводятся безразмерные величины:

Т{х,Ро) = -±-и(х,Ро) = -

ир

В безразмерных переменных система уравнений запишется следующим образом:

дЦ(х,Ро) _ д2Ц(х,Ро); дЦи^о) ~ дхг дТ(х,Ро) = д2Т(х,Ро) дРо дх2

Ро>0;0<х<1; и(х,0) = ^~^(х'0)^и0(х)' г(х,0)=г<~^х'0) = т0(х), дЩРо) _о:дГ(0,Ро) _0- (/(0,Ро)^оо, Г(0,Ро)*ао,

дх к

га

бг дх X

ГД

ис

При решении задач нестационарного тепломассопереноса рассмотрены две области: больших и малых значений числа Фурье, соответственно Ро>0,1 и Ро<0,1.

В случае больших значений чисел Фурье решение определяем в виде рядов Фурье. Постановка задачи запишется следующим образом:

иЪРо) = 2£Цтсоз(м1)ехР(-,2т^0)^ 5(

где £ - переменная интегрирования в диапазоне 0 < % < 1, а - корни

характеристического уравнения.

с(еи„ =

го

Т(х, 5) = А + В Зс 75) - ]го (4)(х

чо 0

= о; = + (3.6)

<£с Вг ¿х

Выражения (3.6) представляют собой граничные условия. Применяя метод интегральных преобразований Лапласа, используя граничные условия, производя дифференцирования, применив теорему Дюамеля, интегрируя и учитывая то, что материал тонок (от 0,5 до 1,5 мм), расчет сводится к средне интегральным (усредненным по толщине) значениям температуры и влагосодержания. ит __ .^Чп,.«^^)^ >

^ Цш+51ПЦтС08Цт I Цп+81ПЦ„С08Цп I

+Ki(Fo)

-2

smn, cosn„

во 00

-1>о (tin+sinn0cosnn)

-ABiLuKo * V у sincoscosцт[ехр(-ц^0) - ехр(-^1ц^0)] £ ¿Î (ц„ + sin ц0 cos )(цш + sin цт cos Хщ2 - Цш2 )Lu

(3.8)

В случае малых значений чисел Фурье применение рядов Фурье нецелесообразно, поэтому применим метод, предложенный С.П. Рудобаштой, C.B. Федосовым, В.А. Зайцевым. В данном случае решение для влагосодержания будет выглядеть следующим образом:

U(x,Fo) =

1

IJjzFOLU

|ВДехр

4 FoLu

^+Ji/0©exp

(2±x-Ç) AFoLu

ь -

-Bzmexp[5im2mM] j£/0(f)exp[Btm(2±*-Ç)2]+ К V^J

(3.9)

Для решения приведенной системы для температуры применим преобразования гиперболических функций через показательные в области малых значений чисел Фурье, также применим теорему Бореля и решение запишется следующим образом: Т{х,Ро) = Т^х^о) + Т2(х,Ро) =

1

2y/xFÔ\t

JWexp

(*±Ç)2

AFo

dÇ + fr0(Ç)exp

(2±x-tf

AFoLu

4 -

1 /y+ —_e

-Bi exp [Bi2Fo] Jf0 (£) exp [5/(2 ±x-Ç)] е^с + Я/TfÔ

(3.11)

(1±*)2

г

-Bi ■ exp[5;(l ±x) + Bi2(F0 - F0 *)] erfc

l±x

+ Bi^Fo- Fo* \dFo*

Реализация расчетов по полученным уравнениям производится по следующему алгоритму:

В начальный момент времени материал, поступающий в зону обработки, имеет равномерное распределение по координате влагосодержаний и температур. Соответственно этому, значения безразмерных источников теплоты и массы вещества равны нулю Тогда в решениях уравнений для влагосодержаний и температур исчезают по два последних слагаемых. Через отрезок времени дть соответствующий первому шагу расчета («микропроцессу»), расчет по выражениям для влагосодержаний и температур без двух слагаемых позволяет получить распределения влагосодержаний и температур, которые, в свою очередь, дают возможность определять значения «псевдоисточников» для последующих этапов расчета. Подобная методика может быть использована для поиска приближенных решений ряда краевых задач тепломассопереноса, характерных для моделирования процессов сушки листовых и рулонных материалов, осуществляемых в конвективных аппаратах.

Совместно с выражениями, определяющими условия взаимодействия газовой и дисперсной фаз на поверхности материала, а также начальными условиями, определяющими поля влагосодержаний и температур в момент времени, принимаемый за начальный, уравнения, описывающие произвольный микропроцесс, представляют собой замкнутую систему уравнений тепломассопереноса в плотной фазе в процессе термообработки. Дополненные уравнениями аэромеханики потоков фаз и интегральными уравнениями баланса теплоты и массы вещества, они позволяют проводить все необходимые расчеты.

На основе разработанной модели и алгоритма становится возможным рассчитать процесс термообработки рулонных материалов. Для этого разработан алгоритм и программное обеспечение на языке Pascal.

Глава 4. Расчетно-экспериментальные исследования процессов конвективной сушки рулонных материалов и инженерная методика расчета конвективных сушильных аппаратов

Для определения адекватности и точности вычислений на основе предложенного метода аналитического расчета полей температур и влагосодержания было проведено сравнение результатов эксперимента с собственными расчетными данными и данными, полученными другими авторами.

Экспериментальное исследование процессов сушки и определение температурного поля листовых и рулонных материалов при сушке в псевдоожиженном слое инертного зернистого теплоносителя (ПСИЗТ) проведено на установке непрерывного действия (рис 4.1).Были использованы: картон, фибра, шерстяная ткань артикула 1С1-ВМ, хлопчатобумажная ткань артикула 43 и другие материалы. Предварительно были определены основные теплофизические и тепломассопереносные свойства ряда материалов, как объектов сушки; получены зависимости этих

характеристик от влагосодержания и температуры

Например, для картона эксперимент проводился в следующих условиях: высота псевдоожиженного слоя инертного зернистого теплоносителя 120 мм, средний диаметр частиц псевдоожиженного слоя 0,425 мм, начальное влагосодержание 1,2 кг/кг, толщина картона 1,35 мм.

Результаты расчета по уравнениям 3.7-3.11 совпадают с экспериментальными с погрешностью в среднем 4% и позволяют применять разработанную модель расчета полей температур и влагосодержания на практике.

На рис. 4.2. показано влияние температуры псевдоожиженного слоя инертного зернистого теплоносителя на характер кривых сушки картона. Из рисунка видно, что кривые имеют обычный вид и делятся на два периода - постоянной и падающей скорости сушки. Периода прогрева материала не обнаружено. Первая критическая точка на всех кривых соответствует примерно влагосодержанию 0,8 кг/кг.

1 - вентилятор, 2 - сепаратор, 3 - камера, 4 - термопара, 5- манометр, 6 - диафрагма, 7 - материал,

8 - ролик, 9 - приводной ролик, 10 - теплообменник с псевдоожиженным слоем инертного зернистого теплоносителя, 11 - калорифер паровой, 12 - воздуходувка, 13 -электродвигатель, 14 -милливольтметр, 15 - термоэлектронагреватель, 16 - редуктор, 17 - вариатор, 18 - питатель, 19 -трансформатор, 20 - барабан, 21 - раскатка, 22 - термометр

На рис.4.3. построены кривые интенсивности сушки картона методом графического дифференцирования кривых по предыдущему рис. 4.2. Графики показывают, что увеличение температуры ПСИЗТ от 323 К до 413 К приводит к возрастанию интенсивности сушки в первом периоде в 3,8 раза. Кривая скорости во втором периоде, начиная с первой критической скорости, обращена выпуклостью к оси абсцисс, а затем (при влагосодержании 0.4 кг/кг) - выпуклостью к оси ординат.

Из совместного рассмотрения кривых рис.4.4. видно, что в первом периоде температура внутренних слоев картона держится постоянной и приблизительно равна температуре мокрого термометра, градиент температуры по толщине картона отсутствует. Начиная с первой критической точки, температура образца резко повышается, причем между внутренними и поверхностными слоями отмечается

заметный перепад температур. Очевидно, что в первом периоде сушки передача тепла осуществляется по закону Ньютона. Интенсивность сушки в значительной степени определяется полнотой внешнего массообмена. Подтверждением этому служит и то, что интенсивность сушки в первом периоде практически не зависит от толщины картона (рис.4.5).

Рис.4.2. Кривые сушки картона. Влияние температуры ПСИЗТ.

1 - Т=323К, 2 - Т=343К, 3 - Т=363К, 4 - Т=393К, 5 - Т=413К

о - экспериментальные данные, — - расчетные данные

Рис.4.3. Кривые интенсивности сушки картона. Влияние температуры ПСИЗТ. 1 - Т=323К, 2 - Т=343К, 3 - Т=363К., 4 - Т=393К, 5 -Т=413К — - расчетные данные

Для сравнения расчетных данных с экспериментом при сопловом обдуве были использованы экспериментальные данные таких авторов, как: Д.И. Асеев, В.А. Зайцев, В.В. Скурихин (рис. 4.6-4.7).

В качестве объектов исследования были использованы шерсть артикула 1С1-ВМ, с поверхностной плотностью 101 г/м2, кроме того использовался драп «Эврика» с поверхностной плотностью 629 г/м2, ткань «Денис» с поверхностной плотностью 256 г/м2, «Алеко» с поверхностной плотностью 335 г/м2, «Рондо» с поверхностной плотностью 329 г/м2.На рис. 4.6 приведены кривые измерения температуры для шерстяной ткани и на рис. 4.7 кривые сушки.

Обработка результатов экспериментов производилась по методу наименьших квадратов. В результате были получены эмпирические выражения для расчетов коэффициентов тепло - и массопроводности.

Задачей инженерной методики расчета конвективных сушильных аппаратов является обеспечение действия всех элементов машины в оптимальных режимах, для чего требуется увязать оптимальные размеры сопловых устройств, отсекателей, вставок активаторов, размеров частиц ИЗТ, нагревателей и оптимальные параметры процесса сушки с оптимальным режимом работы циркуляционных вентиляторов.

Исходными данными для теплового, аэродинамического и конструктивного расчетов являются напор и расход принятого к использованию вентилятора в точке его характеристики с максимальным к. п. д.

1, кг/м2ч

О,-« 0,6 0,8 1 1,2 1,4 8,

Рис.4.4. Влияние толщины картона на интенсивность сушки в первом периоде при различных температурах ПСИЗТ. 1 - Т=353К., 2 - Т=373К, 3 - Т=393К,. экспериментальные данные, — - расчетные данные

Т.„К

Рис,4.6. Кривые изменения температуры

ткани при сушке. Те \ - 345К., 2 - 373К., з -406К, 4 - 435К О- экспериментальные данные В А Зайцева, — - расчетные данные

Рис.4.5.Температурные кривые и кривая скорости сушки.

1 - Кривая скорости сушки, 2 - температурная кривая соответствующая координате 0,1 мм от геометрической поверхности картона, 3 ■ кривая 0,8 мм о - экспериментальные данные,

--расчетные данные

0 20 40 60 80 100 1

г, с

Рис.4.7. Кривые сушки ткани. Те 1 - 345К, 2 - 373К, 3 - 406К, 4 - 435К о- экспериментальные данные В А Зайцева, — - расчетные данные

Тепловой баланс сушильного аппарата включает расходные и приходные статьи. К расходным статьям баланса относятся: затраты теплоты на испарение, нагрев транзитного воздуха, перегрев паров испарившейся влаги, нагрев ткани, потери теплоты с транспортными приспособлениями, ограждением аппарата в окружающую среду Приходная статья включает теплоту, поступающую от теплоносителя. Расчет конвективных аппаратов нужно проводить исходя из соотношений теплопереноса и температурно-влажностных зависимостей. Коэффициент теплоотдачи находят после вычислений критериев Нуссельта Далее рассчитываются вентиляторы, нагреватели, сопротивление циркуляционного контура, воздуховодов, сеток, определяются размеры сопел, габариты аппарата. Затем проводится оптимизация проведенных расчетов с целью повышения качественных показателей конвективного аппарата.

Таким образом, проведенные исследования эффективности разработанной обобщенной теории аналитического расчета полей температур и влагосодержаний при сушке листового и рулонного материала показали, что ее применение позволяет производить расчеты для конвективной термообработки с большей точностью и меньшей трудоемкостью.

ВЫВОДЫ

1 На базе проведенного анализа литературных научных данных показана и обоснована необходимость разработки нового подхода к решению проблем моделирования процессов термообработки листовых и рулонных материалов, протекающих в системе «газ - твердое тело» и осуществляемых в аппаратах конвективного типа;

2. С помощью метода, подразумевающего разбиение всего процесса термообработки на малые промежутки времени («микропроцессы»), получено решение ряда краевых задач нестационарного тепло - и массопереноса для листовых и рулонных материалов. Полученные решения использованы для разработки усовершенствованных инженерных методик расчета процессов сушки листовых и рулонных материалов;

3. Разработана методика и программное обеспечение для расчета процессов сушки листовых и рулонных материалов, учитывающая изменение теплофизических и массопереносных характеристик веществ. На основе предложенного метода аналитического расчета поля температуры разработана методика выбора оптимальных с точки зрения интенсивности и качества сушки режимов процесса термообработки для конвективных аппаратов;

4. Проведено экспериментально-теоретическое исследование процессов сушки картона, фибры и ряда других материалов. На лабораторной установке исследованы процессы конвективной сушки, определены основные тепломассопереносные характеристики и их зависимость от температуры и влагосодержания материала. Результаты представлены в виде графиков, таблиц и математических выражений.

5. В результате экспериментального исследования основных показателей переноса теплоты и влаги установлено, что при сушке типичных каппилярнопористых тел (картон, фибра, ткань и т.п.) методом конвекции зональную схему расчета полей температур влажного материала можно свести

к задаче с формально постоянными во времени теплофизическими параметрами.

6. Реализация результатов исследования осуществлена при сушке рулонных тканых материалов на ОАО «Аммофос» (г. Череповец Вологодской обл.), в Государственном учреждении «Центр по оказанию работ и услуг природоохранного назначения» (г. Вологда), ООО «ССМ - Тяжмаш» (г. Череповец), ОАО «Северсталь» (г. Череповец Вологодской обл.), ООО «Интерлес» (г. Вологда), ООО «Октава-Плюс» (г. Вологда), ГУП «Вологодский вагоноремонтный завод» (г Вологда), на Северной железной дороге (Филиал ОАО «РЖД» Локомотивное депо Вологда (г Вологда)). По материалам диссертационной работы получены две приоритетные справки о выдаче патентов РФ на изобретения: «Способ термообработки синтетического рулонного материала» №2003100585; «Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий» №200311039.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Т, Т0, Т0 Тср - соответственно текущая температура материала, начальная температура, температура среды и средняя по толщина температура; а,с,у,Х соответственно коэффициент температуропроводности, удельная теплоемкость, удельный вес, коэффициент теплопроводности; 2/? - толщина материала; а -коэффициент теплоотдачи; р - плотность материала; т - время; д - плотность теплового потока; А,В - постоянные; 6'0,11 ь Ц ир - начальное, конечное, среднее по толщине, текущее и равновесное влагосодержание материала; х - координата; Т(х,х), Щх, т) - функции, определяющие поле температур и влагосодержаний; к - коэффициент влагопроводности; е - критерий фазового сдвига; г - скрытая теплота парообразования; Р - коэффициент массоотдачи; 5/=аЯ IX - тепловой критерий Био; d - диаметр частиц ИЗТ; Аги=а-с1/Х, Яе, Рг - соответственно критерии Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля; Ьи=к/а - критерий Лыкова; Ко =г'и^сТс - аналог критерия Коссовича; К1 - критерий Кирпичева; ^о=ат/Л2 - критерий Фурье.

ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ

1. Чебыкин, В.В. Новые конструкции конвективных аппаратов для сушки и вулканизации рулонных материалов. / В.В. Чебыкин, Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов // Наука производству, новые технологии: Материалы областной научно-практической конференции. - Вологда: «Росинформресурс» Вологодский ЦНТИ, 2001. - С.34-40.

2. Чебыкин, В.В. Тепловой и гидродинамический расчет конвективных аппаратов для сушки и вулканизации рулонных материалов. / В.В. Чебыкин, Ю.Р. Осипов // Наука производству, новые технологии: Материалы областной научно-практической конференции. - Вологда: «Росинформресурс» Вологодский ЦНТИ, 2001.-С. 11-18.

3. Чебыкин, В.В. Моделирование термообработки рулонных материалов с полимерным покрытием в конвективных аппаратах. / В.В. Чебыкин, Ю.Р.

Осипов, С.Ю. Осипов // Наука производству, новые технологии: Материалы областной научно-практической конференции. - Вологда: «Росинформресурс» Вологодский ЦНТИ, 2001. - С. 19-26

4 Осипов, Ю.Р. Аппаратурное оформление процесса термообработки гуммировочных покрытий на автоматизированной поточной линии. / Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин // Наука производству, новые технологии: Материалы областной научно-практической конференции. - Вологда: «Росинформресурс» Вологодский ЦНТИ, 2001. - С.48-53.

5 Осипов, Ю.Р. Моделирование термообработки рулонных материалов с полимерным покрытием на установках с активным гидродинамическим режимом. / Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов, В.В. Чебыкин // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции. - Череповец: ЧТУ, 2001. -С.89-90.

6. Осипов, Ю.Р. Расчет конструкции аппарата с активным гидродинамическим режимом для термообработки рулонных материалов. / Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов, В.В. Чебыкин // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: Материалы 2-й Всероссийской научно-технической конференции. - Череповец: ЧТУ, 2001. - С 85-87.

7. Осипов, Ю.Р. Основные особенности построения САПР тепловых режимов и теплообменной аппаратуры для термообработки рулонных материалов с полимерным покрытием. / Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов, В.В. Чебыкин // Энергосбережение в теплоэнергетических системах: Материалы международной научно-технической конференции - Вологда: ВоГТУ, 2001. -С.234-237.

8. Чебыкин, В.В. Расчет теплообмена на основных стадиях термообработки рулонных материалов в аппаратах с высокой теплоэнергетической эффективностью. / В.В. Чебыкин, Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов // Энергосбережение в теплоэнергетических системах: Материалы международной научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2001. -С.151-154.

9. Осипов, Ю.Р. Производство гуммированных объектов на автоматизированной поточной линии. / Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов, В.В. Чебыкин // Резиновая промышленность, сырье, материалы, технология: Материалы восьмой научно-практической конференции. - М.: НИИШП, 2001. - С.35-38.

10. Осипов, Ю.Р. Решение краевых задач нестационарной теплопроводности при математическом моделировании физико-химических процессов. / Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин // Вестник Вологодского государственного технического университета, №2. - Вологда: ВоГТУ, 2001. - С.36-39.

11 Чебыкин, В.В. Расчет температурных полей в многослойной пластине при наличии внутренних источников теплоты. / В.В. Чебыкин // Молодые исследователи - региону: Материалы региональной конференции молодых ученых. - Вологда: ВоГТУ, 2001. - С.42-43

12. Чебыкин, В.В. Расчет теплового режима сушки объекта сложной конфигурации при конвективном теплообмене / В.В. Чебыкин // Молодые исследователи - региону Материалы региональной конференции молодых

ученых. - Вологда: ВоГТУ, 2001. - С.43-44

13. Осипов, Ю.Р. Математическое моделирование процессов переноса на основе уравнений движения твердой фазы. / Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов, В.В. Чебыкин // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Материалы международной научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2001. - С.33-36

14. Осипов, Ю.Р. Влияние некоторых факторов на механизм тепломассообмена при термообработке в псевдоожиженном слое. / Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин // Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем: Материалы международной научно-технической конференции. -Вологда: ВоГТУ, 2001. - С.49-51.

15 Осипов, Ю Р Оптимизация процесса вулканизации на основе математического моделирования. / Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин // Повышение эффективности теплообменных процессов и систем: Материалы 3-й международной научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2002. -С. 199-205.

16. Осипов, Ю.Р. Моделирование температурного поля многослойной пластины в среде Matlab. / Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин, Д.Н. Шашерин // Проектирование научных и инженерных приложений в среде Matlab: Труды Всероссийской научной конференции. М.:ИПУ РАН, 2002. - С.68-74.

17. Чебыкин, В.В. Применение новых информационных технологий при моделировании электромеханических преобразователей для автоматизированных поточных линий. / В.В. Чебыкин, Ю.Р. Осипов // Информационные технологии в производстве, социальных и экономических процессах. Инфотех 2001. - Череповец: ЧТУ,2001 . - С. 175-177.

18 Осипов, С.Ю Обобщенный критерий эффективности как основа управления процессом термообработки рулонных материалов. / С.Ю. Осипов, Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин // Материалы Международной научно-технической конференции «Моделирование, оптимизация и интенсификация производственных процессов и систем». - Вологда: ВоГТУ, 2004. - С.75-78.

19. Осипов, Ю.Р. Оптимизация распределенной системы управления непрерывным технологическим процессом./ Ю.Р. Осипов, В.В. Чебыкин // Вестник Оренбургского государственного университета, 2002, №3, - С. 135-138.

20 Чебыкин, В.В. Непрерывные процессы термообработки рулонных материалов конвективным способом. / В.В. Чебыкин, Ю.Р. Осипов // Повышение эффективности теплообменных процессов и систем: Материалы 4-й международной научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2004. -С.259-262.

РНБ Русский фонд

2006-4 13490

ЛР «020717» от 02 02 1998 Подписано в печать «16» сентября 2005. Печать офсетная Бумага офисная Уел печ. л 1,0 Тираж 100 Заказ 2£ У-

Отпечатано РИО ВоГТУ г Вологда, ул Ленина, 15

ВВЕДЕНИЕ

• 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ СУШКЕ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ КОНВЕКТИВНЫМ СПОСОБОМ. КОНСТРУКТИВНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ.

1.1. Методы и оборудование для термообработки на основе псевдоожижения

1.2. Оборудование непрерывной термообработки с использованием активного гидродинамического режима (АГР)

1.3. Оборудование непрерывной термообработки с использованием конвективного метода.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Математическое описание процесса теплопередачи и разработка методики расчета нагрева рулонных материалов в аппаратах с сопловым обдувом.

2.2. Математическое описание процесса теплопередачи и разработка методики расчета нагрева рулонных материалов в аппаратах с псевдоожиженным инертным теплоносителем.

2.3. Математическое описание процесса теплопередачи и разработка методики расчета нагрева рулонных материалов в аппаратах с активным гидродинамическим режимом.

2.4.0сновные параметры и соотношения воздушной и паровой среды

2.5. Основные соотношения тепло - и влагообмена процесса тепловой обработки рулонных материалов.

2.6. Температурные поля и влагосодержания рулонных материалов в ф процессе сушки

3. ОБОБЩЕННАЯ ТЕОРИЯ АНАЛИТИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР И ВЛАГОСОДЕРЖАНИЙ ПРИ СУШКЕ РУЛОННЫХ И ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Кинетика химических и фазовых превращений в твердой фазе.

3.2. Внутренний тепломассоперенос в твердых телах.

3.3. Физические представления о процессе и формулировки симметричной краевой задачи нестационарного тепломассопереноса.

3.4. Тепломассоперенос при конвективной сушке рулонных материалов.

4. РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКИ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА

КОНВЕКТИВНЫХ СУШИЛЬНЫХ АППАРАТОВ.

4.1 Экспериментальные установки для исследования процессов конвективной сушки рулонных и листовых материалов.

4.2. Исследование процесса сушки картона.

4.3. Влияние скорости движения воздуха

4.4. Влияние коэффициента теплоотдачи.

4.5. Время сушки картона

4.6. Температура сушки ткани.

4.7. Инженерная методика расчета конвективных сушильных аппаратов

ВЫВОДЫ.

Актуальность проблемы. В химической, целлюлозно-бумажной, текстильной промышленности и других производствах, выпускающих различного рода листовые материалы, важную роль занимает процесс сушки. Именно сушка является одной из наиболее ответственных стадий производства, на которых формируются физико-механические свойства, и определяется качество готового продукта.

Среди многообразия технологических процессов важное место занимают гетерогенные процессы, протекающие в системах «газ-материал». Скорость протекания этих процессов и качество готового продукта сильно зависят и определяются закономерностями переноса вещества и энергии во взаимодействующих фазах.

Совершенствование термических технологий при сушке рулонных материалов связано с интенсификацией процессов тепло - и массопереноса, со снижением расхода энергии на единицу выпускаемой продукции и повышением показателей ее качества.

Основой для моделирования процессов термообработки, создания методс.з расчета конструкций аппаратов является теория тепломассопереноса, которая учитывает взаимную связь между тепломассопереносными характеристиками обрабатываемого материала и газовой среды.

Необходимость проведения исследований с целью разработки математических моделей тепломассопереноса в процессе термической обработки рулонных материалов с учетом изменения коэффициентов внутреннего и внешнего переноса теплоты и массы вещества и создания на их основе инженерных методов расчета конструкций аппаратов конвективного типа и определяют актуальность настоящей работы.

В связи с актуальностью проблем ставяться цели данной работы: теоретическое обобщение результатов математического моделирования и расчета процессов тепломассопереноса при термической обработке листовых материалов в аппаратах конвективного типа, базирующееся на новых решениях краевых задач внутренного тепломассопереноса; развитие и совершенствование на этой основе инженерных методик расчета процессов; создание универсальной методики термообработки на основе конвективного метода; разработка математического описания и программного обеспечения для моделирования процесса термообработки; расчетно-экспериментальное исследование процесса в лабораторных условиях; выработка рекомендаций для промышленного освоения результатов исследования; внедрение разработанной методики в практику проектных подразделений ряда предприятий.

Научная новизна работы состоит в следующем: теоретико-экспериментальном исследовании внутренней задачи тепло - и массообмена при конвективной сушке рулонных тканых материалов; впервые разработанном обобщенном методе расчета температурного поля и поля влагосодержания для термической обработки листовых материалов, сопровождающееся фазовыми и химическими превращениями и протекающей в системе «газ-материал»; в разработке методики выбора оптимальных режимов рассматриваемых процессов; анализе большинства существующих методик термообработки различных авторов. Полученные решения краевых задач тепломассопереноса легли в основу разработки математических моделей расчета процессов конвективной сушки листовых, рулонных материалов.

Практическая ценность результатов работы заключается в том, что разработаны и доведены до конечной реализации инженерные методы расчета процессов теплообмена при конвективной сушке рулонных материалов, внедренные в расчетную практику ряда предприятий (ОАО «Аммофос», ГУ «Центр по оказанию работ и услуг природоохранного назначения», ООО «ССМ - Тяжмаш», ОАО «Северсталь», ООО «Интерлес», ООО «Октава-Плюс», ГУП «Вологодский вагоноремонтный завод», СЖД филиал ОАО «РЖД» локомотивное депо Вологда). Произведено обобщение собственных результатов исследования процессов теплообмена при термообработке рулонных материалов в установках конвективного типа и других исследователей. Результаты работы способствуют более точному выбору параметров конвективной сушки рулонных материалов.

По материалам диссертационной работы получены две приоритетные справки о выдаче патентов РФ на изобретения: «Способ термообработки синтетического рулонного материала» №2003100585; «Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий» №200311039.

Достоверность приведенных результатов и выводов, сделанных на их основе, подтверждается проведенными экспериментальными исследованиями, а также опытными данными других авторов.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на: первой Всероссийской научно-технической конференции «Компьютерные технологии в науке, проектирование и производство» (Нижний Новгород, 1999), региональной межвузовской научно-технической конференции «Вузовская наука - региону» (Вологда, 2001); областной научно-практической конференции «Наука производству» (Вологда, 2001); международной научно-технической конференции «Энергосбережение в теплоэнергетических системах» (Вологда, 2001); второй Всероссийской научно-технической конференции «Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства» (Череповец, 2001); восьмой научно-практической конференции «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы. Технология» (Москва, НИИШП, 2001); межрегиональной научной конференции аспирантов «Молодые исследователи - региону» (Вологда, 2002); третьей международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2002); международной научно-технической конференции, посвященной 75-летинему юбилею АГТУ (Архангельск, 2004), четвертой международной научно-технической конференции «Повышение эффективности теплообменных процессов и систем» (Вологда, 2004).

По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ СУШКЕ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ КОНВЕКТИВНЫМ СПОСОБОМ. КОНСТРУКТИВНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ

В процессе отделки рулонных тканых материалов, осуществляемых в машинах отделочного производства, происходит ряд химических, тепловых и механических явлений, обуславливающих то или иное изменение свойств ткани. Глубокий анализ физической сущности этих процессов обработки, их кинетики позволяет создавать более совершенные машины для отделки тканей и наиболее эффективную технологию.

Существует несколько способов термообработки рулонных тканых материалов, которые отличаются друг от друга различными схемами подвода тепла к материалу, взаимным движением материала и теплового агента, он разделяются на кондуктивные, конвективные, специальные и-комбинированные. Каждый из перечисленных методов включает в себя определенные виды сушильного оборудования (рис. 1.1).

Контактный метод основан на применение периодического теплового воздействия на тканый рулонный материал. Ткань в данном случае приводится в соприкосновение с горячей поверхностью до тех пор, пока не закончится процесс термообработки. Существующие контактные аппараты характеризуются значительной металлоемкостью, низкой производительностью, дополнительными производственными площадями.

Конвективный метод термообработки основан на использовании законов конвективного теплообмена между поверхностью материала и нагретым газовым потоком.

Рис.1.1. Методы термообработки и виды сушильного оборудования

выводы

В диссертационной работе проведен анализ литературных научных данных показана и обоснована необходимость разработки нового подхода к решению проблем моделирования процессов термообработки листовых и рулонных материалов, протекающих в системе «газ - твердое тело» и осуществляемых в аппаратах конвективного типа;

С помощью метода, подразумевающего разбиение всего процесса термообработки на малые промежутки времени («микропроцессы»), получено решение ряда краевых задач нестационарного тепло - и массопереноса для листовых и рулонных материалов. Полученные решения использованы для разработки усовершенствованных инженерных методик расчета процессов сушки листовых и рулонных материалов;

Разработана методика и программное обеспечение для расчета процессов сушки листовых и рулонных материалов, учитывающая изменение теплофизических и массопереносных характеристик веществ. На основе предложенного метода аналитического расчета поля температуры разработана методика выбора оптимальных с точки зрения интенсивности и качества сушки режимов процесса термообработки для конвективных аппаратов;

Разработана инженерная методика расчета конвективных аппаратов, предложен способ термообработки синтетического рулонного материала и устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий;

Проведено экспериментально-теоретическое исследование процессов сушки картона, фибры и ряда других материалов. На лабораторной установке исследованы процессы конвективной сушки, определены основные тепломассопереносные характеристики и их зависимость от температуры и влагосодержания материала. Результаты представлены в виде графиков, таблиц и математических выражений.

В результате экспериментального исследования основных показателей переноса теплоты и влаги установлено, что при сушке типичных каппилярнопористых тел (картон, фибра, ткань и т.п.) методом конвекции зональную схему расчета полей температур влажного материала можно свести Реализация результатов исследования осуществлена при сушке рулонных тканых материалов на ОАО «Аммофос» (г. Череповец Вологодской обл.), в Государственном учреждении «Центр по оказанию работ и услуг природоохранного назначения» (г. Вологда), ООО «ССМ - Тяжмаш» (г. Череповец), ОАО «Северсталь» (г. Череповец Вологодской обл.), ООО «Интерлес» (г. Вологда), ООО «Октава-Плюс» (г. Вологда), ГУП «Вологодский вагоноремонтный завод» (г. Вологда), Северная железная дорога Филиал ОАО «РЖД» Локомотивное депо Вологда (г. Вологда). По материалам диссертационной работы получены две приоритетные справки о выдаче патентов РФ на изобретения: «Способ термообработки синтетического рулонного материала» №2003100585; «Устройство для непрерывной вулканизации длинномерных изделий» №200311039.

1. А.С. № 1017892 СССР кл. Г. 26 В 13/02. Устройство для термообработки длинномерных материалов / В.Д. Гвоздев, С.В. Логинов, И.Г. Соловьев.

2. А.С. № 1038763 МКИ F 26Ь 13/06 Сушилка для длинномерных материалов / Е.Г. Авдюнин, Л.Н. Говорухин, О.Л. Данилов, С.В. Жубрин. -4с.:

3. А.С. № 1229056А1 СССР, МКИЗ В29 С35/06, 71/02//F26 В13/06. Устройство для термообработки длинномерных материалов / В.Д. Гвоздев, И.Г. Соловьев, А.Н. Чохонелидзе.

4. А.С. № 1407194А2 МКИ F 26Ь 13/02 Устройство для сушки длинномерных материалов / Л.Н. Говорухин, В.П. Белоглазов, О.Л. Данилов, Д.А. Егоршев, Э.Д. Сергиевский. 4 с.

5. А.С. № 1726934 МКИ F 26Ь 9/06 Конвективная ленточная сушилка / А.А. Федяев, В.Н. Федяева, О.Л. Данилов, Э.Д. Сергиевский. 3 с.

6. А.С. № 227987 СССР кл. Г. 26 В 13/20. Способ сушки длинномерных материалов / Э.В. Бахарев, И.Л. Лузин.

7. А.С. № 430210 СССР. М. Кл Д06С1/10. Аппарат для непрерывной обработки ткани под избыточным давлением / С.И. Анюхин, В.М. Спицын.

8. А.С. № 43210 СССР. М. Кл Д0бс1/10. Аппарат для непрерывной обработки ткани под избыточным давлением / С.И. Анохин, В.М. Спицын.

9. А.С. № 567916 МКИ F 26Ь 3/30 Способ сушки материалов / Б.И. Леончик, О.Л. Данилов, В.В. Смагин, Ю.А. Королев, В.А. Орлов и др. -4с.

10. А.С. № 842362 СССР кл. Г. 26 В 13/06. Камера для сушки ткани / С.М. Кулагин, Б.С. Сажин, Ю.А. Малков, В.М. Картовенко.

11. Асеев, Д.И. Повышение эффективности тепловой обработки текстильных материалов в конвективных аппаратах. / Д.И. Асеев -Дисс. уч. степ, к.т.н., Ярославль, ЯПИ, 1986.

12. Бабенкова, Л.И. Математическое моделирование и исследование процессов теплообмена в движущихся средах применительно к нагревательным устройствам и аппаратам. /Л.И. Бабенкова.- Дисс. уч. степ, к.т.н., Казань, КХТИ им. С.М. Кирова, 1979.

13. Барре, П. Кинетика гетерогенных процессов: Пер. с фр. / П. Барре М.: Мир, 1976,-400 с.

14. Безденежных, А.А. Инженерные методы составления уравнений скоростей реакций и расчета кинетических констант./А.А. Безденежных. Л.: Химия, 1973, - 256 с.

15. Беляев, Н.М. Методы нестационарной теплопроводности / Н.М. Беляев, А.А. Рядно М.: Высш. школа, 1978. - 328 с.

16. Бешелев, С.Д. Математико-статические методы экспертных оценок / С.Д. Бешелев, Ф.Г. Гурвич -М.: Статистика, 1980. 263 с.

17. Боданкин, Л.М. Исследование влияния переменного температурного поля в аппарате с разбавленной фазой псевдоожиженного инертного теплоносителя на процесс вулканизации прорезиненных тканей / Л.М. Боданкин Дисс. уч. степ, к.т.н., Калинин, КПИ, 1979.

18. Болотин, В.В. Механика многослойных конструкций. / В.В. Болотин, Ю.Н. Новичков М.Машиностроение, 1980.-375 с.

19. Браун, М. Реакции твердых тел. Пер. с англ. / М. Браун, Д. Доллимор, Галвей А. М.: Мир, 1985, - 360 с.

20. Будников, П.П. Реакции в смесях твердых веществ / П.П. Будников, A.M. Гинстлинг-М.: Стройиздат, 1974, 423 с.

21. Бунин, О.А. Исследование конвективной сушки ткани /О.А. Бунин // Труды ИвНИТИ. Т.26 / Иваново, 1963, С. 238-283.

22. Бунин, О.А. Исследование контактной сушки ткани. /О.А. Бунин // Труды ИвНИТИ. Т.27 / М.: Легкая индустрия, 1965, С. 176-193.

23. Бунин, О.А. Машины для сушки и термообработки ткани / О.А. Бунин, Ю.А. Малков М.: Машиностроение, 1971. - 304 с.

24. Бунин, О.А. Особенности контактной сушки пористых материалов. Определение продолжительности сушки ткани. / О.А. Бунин // Сборник научных трудов ИЭИ. Вып. 8 / М.-Л., Госэнергоиздат, 1958, С. 144-168.

25. Вукалович, М.П. Теплофизические свойства воды и водяного пара / М.П. Вукалович . М., Машиностроение, 1967. - 159 с.

26. Галицейский, Б.М. Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках / Б.М. Галицейский, Ю.А. Рыжов, Е.В. Якуш -М.: Машиностроение, 1977. — 256 с.

27. Гвоздев, В.Д. Одновременная сушка и термообработка тентовой ткани в аппарате с ОПС / В.Д. Гвоздев, Е.В. Борисова, И.Г. Соловьев и др. Химическая технология и химическое машиностроение; Тр. Калинин, политехи, ин-та Калинин: КПИ, 1974. - С. 68-76.

28. Гвоздев, В.Д. Интенсификация процесса термообработки прорезиненных тканей в аппарате с псевдоожиженным теплоносителем / В.Д. Гвоздев, JI.M. Боданкин, Н.И. Петрунин // Каучук и резина, 1977. №7. - 30 с.

29. Гвоздев, В.Д. Исследование и аппаратурное оформление процесса термообработки плащевых тканей в аппарате с АГР: промеж, отчет, Т. №35, № 80046419 Калинин:КПИ / В.Д. Гвоздев, И.Г. Соловьев, В.Б. Гукежев и др. - Калинин, 1981. - 129 с.

30. Гвоздев, В.Д. Исследование некоторых процессов термообработки материалов в инертном псевдоожиженном теплоносителе и их аппаратурное оформление /В.Д. Гвоздев Дисс. уч. степ, д.т.н., М., МИХМ, 1973.

31. Гвоздев, В.Д. Сушка тканей в псевдоожиженном слое инертного зернистого теплоносителя / В.Д. Гвоздев // Изв. высш. учеб. заведений. Технология текстильной промышленности, 1962, №1.

32. Гельперин, Н.И. Основы техники псевдоожижения / Н.И. Гельперин,

33. B.Г. Айнштейн, В.Б. Кваша М.: Химия.- 1967. - 652 с.

34. Гинзбург, А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов / А.С. Гинзбург.- М.: Пищевая промышленность, 1973, 528 с.

35. Данилов, O.J1. Анализ статики сушки при использовании в качестве теплоносителя воздуха / O.JL Данилов, В.И. Рогачевский // Тр. ин-та / Моск. энерг. ин-т. 1980.-Вып.448.-С. 28-34.

36. Данилов, O.JL Научно-технические основы интенсификации сушки и энергосбережения в сушильных установках / O.J1. Данилов Дисс. уч. степ, д.т.н., М.:МЭИ, 1996.

37. Данилов, O.J1. Теория и расчет сушильных установок. Учебн. пособие для вузов./ O.JL Данилов М.: Изд-во МЭИ, 1972. - 72 с.

38. Дельмон, Б. Кинетика гетерогенных процессов. Пер. с фр./ Б. Дельмон.- М.: Мир, 1972, 224 с.

39. Дульнев, Г.Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов /Т.Н. Дульнев, Ю.П. Заричняк Л.: Энергоатомиздат, 1974.- 264 с.

40. Дыбан, Е.П. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел / Е.П. Дыбан, А.И. Мазур Киев: Наук. Думка, 1982. - 303 с.

41. Дытнерский, Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии / Ю.И. Дытнерский.- М.: Химия, 1993. 636 с.

42. Ерошенко, В.М. Гидродинамика и тепломассообмен на проницаемых поверхностях / В.М. Ерошенко, Л.И. Зайчик М.: Наука, 1984. - 276 с.

43. Заявка ФРГ N 3741876, кл. D 06 С 7/00, 22.06.89, 8 л.54.3ильберман, Е.Н. Высокотемпературный гидролиз полиариламида / Е.Н. Зильберман, А. А. Старков, И.В. Еремеев и др. -Журн.высок.молексоед., 1979, т.21, №1., С.30-33.

44. Зильберман, Е.Н. Рекции нитрилов / Е.Н. Зильберман. М.: Химия, 1972.-448 с.

45. Зильберман, Е.Н. Реакции нитросодержащих полимеров /Е.Н. Зильберман// Журн. Успехи химии, 1986, т.55, №1, С.62-78.

46. Интенсификация теплообмена. Тем.сб. под ред. А.А. Жукаускаса и Э.К. Калинина Вильнюс: Мокслас, 1988. - 187 с.

47. Исаев, С.И. Теория тепломассообмена /С.И. Исаев, И.А. Кожинов, В.И. Кафанов и др. М.: Высш.школа, 1979. - 495 с.

48. Исаченко, В.П. Теплопередача /В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел М.: Энергия, 1975. - 486 с.

49. Карташов, Э.М. Аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности в областях с движущимися границами / Э.М. Карташов // Известия академии наук. Энергетика. -М. 1999.- 34 с.

50. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин М.: Химия, 1971, - 784 с.

51. Кафаров, В.В. Основы массопередачи / В.В. Кафаров. М.: Химия, 1972,-494 с.

52. Кафаров, В.В. Системный анализ процессов химической технологии. Статистические методы идентификации процессов химической технологии / В.В. Кафаров, И.Н. Дорохов, JI.H. Липатов М.: Наука, 1982.-344 с.

53. Каширин, И.С. Повышение эффективности камер термообработки шинного корда с применением конвективно-инфракрасного теплоподвода /И.С. Каширин Дисс. уч. степ, к.т.н., Ярославль, ЯГТУ, 2002.- 152 с.

54. Клименко, А.Л. Исследование теплообмена и разработка методики теплового расчета аппарата для вулканизации полимерных покрытийна тканях в инертном псевдоожиженном теплоносителе / A.JI. Клименко-Дисс. уч. степ, к.т.н., КПИ, 1971.

55. Колиух, А.Н. Кинетика процессов охлаждения, нагрева и сушки рулонных материалов на контактных барабанах /А.Н. Колиух Дисс. уч. степ, к.т.н., Тамбов, ТГТУ, 2001.

56. Колотилов, В.Г. Внешний масообмен при воздушно-конвективной сушке шерстяных тканей на перфорированной поверхности / В.Г. Колотилов, В.М. Королев, JI.JI. Добросердов // Известия вузов. Технология текстильной промышленности, 1966, №5, С. 124-129.

57. Коновалов, В.И. Приближенные модели полей температуры и влагосодержания материалов в процессе сушки на основе соотношений теплопереноса / В.И. Коновалов, П.Г. Коробов, А.Н. Плановский, П.Г. Романков ТОХТ, 1978, т.12,№ 3, С.337-346.

58. Коновалов, В.И. Оборудование для адгезионной и термической обработки текстильных материалов в резинотехнической промышленности / В.И. Коновалов, А.М.Коваль // Тр. ВНИИРТМАШ. Тамбов, Вып.2, 1968. С. 17-55.

59. Коновалов, В.И. Описание кинетических кривых сушки и нагрева тонких материалов / В.И. Коновалов, П.Г. Романков, Соколов В.Н. -ТОХТ, 1975, т.9,№ 2, С. 203-209.

60. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров / Г. Корн, Т. Корн М.: Наука, 1974.- 832 с.

61. Коробова И.Л. Влияние кинетики сушки и термообработки на качественные показатели полимерных кордных материалов резинотехники (применение аппарата нейронных сетей и теории нечетких множеств) / И.Л. Коробова Дисс. уч. степ, к.т.н., Тамбов, ТГТУ, 2001.

62. Кошкин, В.К. Нестационарный теплообмен / В.К. Кошкин, Э.К. Калкин, Г.А. Дрейцер и др. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1978.- 48 с.

63. Кошляков, Ф.Ф. Основные дифференциальные уравнения математической физики / Ф.Ф. Кошляков, Э.Б. Глинер, М.М. Смирнов М.: Физматгиз,1963. - 768 с.

64. Красников, В.В. Закономерности кинетики сушки влажных материалов / В.В. Красников ИВЖ, 1979, т. 19, №1, С. 34-41.

65. Кудинов, А.А. Теплообмен в многослойных конструкциях: Инж. Методы / А.А.Кудинов Саратов: Изд-во Сарат.ун-та,1992. - 132 с.

66. Кудрявцев, Е.В. Нестационарный теплообмен / Е.В. Кудрявцев, К.Н. Чакалев, Н.В. Шумаков М.: Изд-во АН СССР, 1961.-158 с.

67. Кукин, Г.Н. Текстильное материаловедение / Г.Н. Кукин, Г.Н.Соловьев М.: Легкая промышленность, 1987. - Ч.З. - 302 с.

68. Кулаков, М.В. Измерение температуры поверхности твердых тел. / М.В. Кулаков, Б.И.Макаров М.: Энергия, 1969. - 142 с.

69. Кутепов, A.M. Общая химическая технология / A.M. Кутепов, Т.И. Бондарева, М.Г. Беренгартен М.: Высшая школа, 1990, - 520с.

70. Куц, П.С. Кинетика процесса конвективной сушки тонких материалов / П.С. Куц, В .Я. Шкляр Пром. теплотехника, 1989, т. 11, №5, С. 55-59.

71. Куц, П.С. Метод расчета процесса конвективной сушки влажных материалов / П.С. Куц, В.Я. Шкляр, А.И. Ольшанский ИФЖ, 1986, т.51, №1, С. 99-104.

72. Куц, П.С. Обобщенное уравнение температурной кривой процесса конвективной сушки влажных материалов / П.С. Куц, А.И. Ольшанский, В.Я. Шкляр ИФЖ, 1989, т. 57, №4, С. 627-631.

73. Лебедев, П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок / П.Д. Лебедев Госэнергоиздат, 1963.

74. Лыков, А.В. Теоретические основы строительной теплофизики / А.В. Лыков Минск, Наука и техника, 1962, - 519 с.

75. Лыков, А.В. Теория сушки / А.В. Лыков М.: Энергия, 1968, - 471 с.

76. Лыков, А.В. Теория тепло- и массопереноса / А.В. Лыков М.: ГЭИ, 1963,-535 с.

77. Лыков, А.В. Теория теплопроводности / А.В. Лыков М.: Высшая школа, 1967, - 600 с.

78. Лыков, А.В. Тепло и массообмен в процессах сушки / А.В. Лыков -М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956, - 464 с.

79. Лыков, А.В. Тепломассообмен. Справочник / А.В. Лыков М.: Энергия, 1978, - 480 с.

80. Лыков, А.В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах / А.В. Лыков М.: Гостехиздат, 1954, - 296 с.

81. Мак-Адамс, В.Х. Теплопередача / В.Х. Мак-Адамс М.: Энергия, 1991.-686 с.

82. Маньковский, О.В. Теплообменная аппаратура химических производств / О.В. Маньковский, А.Р. Толчинский, М.В. Александров Л.: Химия, 1976. - 368 с.

83. Минаев, Н.Т. О приведении многослойной пластины к "эквивалентной однородной пластине"/ Н.Т. Минаев // Каучук и резина, 1972, №4 С. 31-33.

84. Михайлов, М.Д. Нестационарный тепло- массоперенос в одномерныхтелах / М.Д. Михайлов Минск, Наука и техника, 1969. - 184 с.

85. Михеев, М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев М.-Л.:Госэнергоиздат, 1949. 396 с.

86. Накорняк, В.Е. Тепло и массообмен в звуковом поле / В.Е. Накорняк,

87. A.П. Бурдуков, A.M. Болдарев, П.Н. Тарлеев. Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1970.-253 с.

88. Нащокин, В.В. Техническая термодинамика и теплопередача / В.В. Нащокин М.: Высшая школа, 1980. - 469 с.

89. Однопараметрическая модель гидродинамики сушильного аппарата со встречными закрученными потоками / Б.С. Сажин Б.П. Лукачевский, Е.А. Чувпило и др. ТОХТ, 1977, т.2, №4, С. 633-636.

90. Ольшанский, А.И. Приближенные методы расчета кривой скорости сушки / А.И. Ольшанский // Сб. «Тепло и массообмен в сушильных и термических процессах. Минск, 1971, С. 200-211.

91. Осипов, Ю.Р. Производство гуммированных объектов на автоматизированной поточной линии. / Ю.Р. Осипов, С.Ю. Осипов,

92. B.В. Чебыкин // Резиновая промышленность, сырье, материалы, технология: Материалы восьмой научно-практической конференции.- М.: НИИШП, 2001. С. 35-38.

93. Осипов, Ю.Р. Процессы термической обработки гуммированных объектов и разработка методов их расчета. / Ю.Р. Осипов Дис.уч.степ. д.т.н.- Иваново, ИГАСА.,1997. 463 с.

94. Островский, Г.М. Оптимизация химико-технологических процессов. Теория и практика / Г.М. Островский, Т.А. Бережинский -М.: Химия, 1984.-240 с.

95. Павлов, A.JI. Интенсификация процесса сушки листовой фибры/ A.JI. Павлов Дисс. уч. степ, д.т.н., Иваново, ИИСИ, 1995.

96. Патент Российской Федерации RU 2167228 CI D 06 С 7/00

97. Петрунин, Н.И. Исследование процесса и разработка оборудования для вулканизации полимерных покрытий на тканях в псевдоожиженном слое инертного мелкозернистого теплоносителя / Н.И. Петрунин Дисс.канд.техн.наук. Калинин, КПИ, 1982. - 234 с.

98. Продан, Е.И. Закономерности топохимических реакций / Е.И. Продан, М.М. Павлюченко, С.А. Продан Минск, Наука и техника, 1976.-246 с.

99. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева, В.М. Зорина М.: Энергоатомиздат. 1983. разд.2.5.

100. Промышленные тепломассообменные процессы и установки. Справочник / А.М. Бакластов, В.А. Горбенко, O.JI. Данилов; Под ред. A.M. Бакластов М.: Энергоатомиздат. 1986. - Гл. 5,6.

101. Расчеты аппаратов кипящего слоя: Справочник // Под ред. И.П. Мухленова, Б.С. Сажина, В.Ф. Фролова. Л.:Химия,1986. - 352 с.

102. Ребу, П. Кипящий слой. Под ред. Ю.Н. Лейзеровича./ П. Ребу -М.: ЦИИНцветмет, 1959.

103. Роди, В. Модели турбулентности окружающей среды. Методы расчета турбулентных течений /В.Роди М.: Мир, 1984. - С. 227-322.

104. Розовский, А.Я. Кинетика топохимических реакций / А.Я. Розовский М.: Химия, 1974, - 224 с.

105. Романков, П.Г. Сушка в кипящем слое / П.Г. Романков, Н.Б. Рашковская -М.: Химия, 1964.

106. Романков, П.Г. Сушка во взвешенном состоянии / П.Г. Романков, Н.Б. Рашковская Л.: Химия, 1968. - 960 с.

107. Рудобашта, С.П. Диффузия в химико-технологических процессах / С.П. Рудобашта, Э.М. Карташов М.: Химия, 1993, - 209 с.

108. Рудобашта, С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой / С.П. Рудобашта М.: Химия, 1980, - 248 с.

109. Сабуров, Э.Н. Аэродинамика и конвективный теплообмен вциклонных нагревательных устройствах / Э.Н. Сабуров JL: ЛГУ, 1982, - 239 с.

110. Сабуров, Э.Н. Аэродинамика и теплообмен закрученного потока в циклонной камере / Э.Н. Сабуров, Э.Л. Леухин ИФЖ, 1985, т.48, №3, С. 369-636.

111. Сажин, Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин М.: Химия, 1984,-319 с.

112. Скурихин, В.В. Повышение эффективности сушки хлопчатобумажных тканей в процессах отделки и колорирования / В.В. Скурихин Дисс. уч. степ, к.т.н., Иваново, ИГТА, 1999.

113. Соловьев, И.Г. Исследование аэродинамики истечения ожижающего агента в аппаратах для термообработки рулонных материалов в организованном псевдоожиженном слое / И.Г. Соловьев -Дисс.уч. степ, к.т.н, Калинин, КПИ, 1978.

114. Соловьев, И.Г. Непрерывные процессы вулканизации прорезиненных тканей с использованием активного гидродинамического режима /И.Г. Соловьев, Л.М. Боданкин // ЦНИИТЭнефтехим . М.: 1989. - 69 с.

115. Сукомел, А.С. Теплообмен и трение при турбулентном течении газа в коротких каналах / А.С. Сукомел, В.И. Величко, Ю.Г. Абросимов М.: Энергия, 1979. - 216 с.

116. Таганов, И.Н. Моделирование процессов массо и энергопереноса. Нелинейные системы / И.Н. Таганов - Л.: Химия, 1979,-208 с.

117. Темкин, А.Г. Обратные методы теплопроводности / А.Г. Темкин М.: Энергия, 1973. - 464 с.

118. Тепло и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Под общ.ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. - М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.

119. Федосов, С.В. Академик А.В. Лыков и развитие учения о тепломассопереносе / С.В. Федосов Изв. ив. отдел, петр. акад. наук и искусств, 1995, Вып. №1, С. 158-164.

120. Федосов, С.В. Применение методов теории теплопроводности для моделирования процессов конвективной сушки / С.В. Федосов, Кисельников В.Н., Шертаев Т.У Алма-Ата, Гылым, 1992, - 168 с.

121. Федосов, С.В. Процессы термической обработки дисперсных материалов с фазовыми и химическими превращениями / С.В. Федосов Дисс. уч. степ, д.т.н. - Л.:, ЛТИ им Ленсовета, 1987.

122. Филоненко, Г.К. Сушильные установки / Г.К. Филоненко, П.Д. Лебедев М.: ГЭИ, 1952, - 264 с.

123. Фролов, В.Ф. Исследование тепло массообмена в процессах химической технологии с дисперсной твердой фазой. / В.Ф. Фролов Дис. уч. степ, д.т.н. - Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1974.

124. Чебыкин, В.В. Расчет теплового режима гуммирования объекта сложной конфигурации при конвективном теплообмене. / В.В. Чебыкин // Молодые исследователи региону: Материалы региональной студенческой конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2001. -С. 43-44

125. Чохонелидзе, А.Н, Орлов М.М. Программная реализация численных моделей и методов расчета процесса термообработки вспененных материалов / А.Н. Чохонелидзе, М.М. Орлов // Программные продукты и системы, 1996, № 1. С. 22 - 27.

126. Чохонелидзе, А.Н. Влияние внутренних тепловыделений ткани на продолжительность процесса термообработки / А.Н. Чохонелидзе // Сб.науч. тр. -М.:МТИ,1988. С. 133-135.

127. Чохонелидзе, А.Н. Непрерывный процесс термообработки прорезиненных тканей в активном гидродинамическом режиме / А.Н. Чохонелидзе дисс. уч. степ, д.т.н., М., НИФХИ им. Л.Я. Карпова, 1997.

128. Чохонелидзе, А.Н. Современные представления и способы описания химического вспенивания эластомерных материалов / А.Н. Чохонелидзе // Математические методы в химии и химической технологии. Сб. тр. международ, конф. Тверь: ТвеГТУ, 1995. - С. 51-52.

129. Чохонелидзе, А.Н. Термообработка в активномгидродинамическом режиме / А.Н.Чохонелидзе Киев: Науч. думка, 1994. - 128 с.

130. Чохонелидзе, А.Н. Математические методы оптимизации режимов термообработки. Динамика процессов и аппаратов химической технологии / А.Н. Чохонелидзе, Б.В. Палюх // Тез. докл. 4 Всероссийск.науч.конф. Ярославль: ЯГТУ, 1994. - С. 170-171.

131. Чугунова, Н.В. Повышение эффективности энергоиспользования промышленного сушильного оборудования барабанного типа для полотенных материалов / Н.В. Чугунова дис. уч. степ, к.т.н. - Иваново, ИГХТУ, 2001.

132. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента / X. Шенк М.: Мир, 1972. -381 с.

133. Шмелев, A.JI. Непрерывный способ получения водорастворимых полимеров на основе полиакрилонитрила с высоким содержанием основного вещества / A.JI. Шмелев Дисс. уч. степ, к.т.н. Иваново, ИХТИ, 1988.

134. Douglas, J. On the numerical integration of implicit methods. / J. Douglas J. Soe. Judusky and Appl. Math. - 1993. - V.3. - №1. - P. 42-46.

135. Griffiths, D.F. Numerical analysis. / D.F.Griffiths, G.A.Watson. -Longman Scientific & Technical. 1986.

136. Keey, R.B. Drying principles and practice. / R.B. Keey New York, Pergamon Press, 1972, - 358 p.

137. Slattery, J.P. Momentum energy and mass transfer in continua. / J.P. Slattery Vc. Graw Hill, 1972, New York.