Арсеньєва Ольга Петрівна. Парові пластинчасті теплообмінники для удосконалення теплотехнологічних процесів промислових підприємств

Короткий опис

Арсеньєва Ольга Петрівна. Парові пластинчасті теплообмінники для удосконалення теплотехнологічних процесів промислових підприємств: дис... канд. техн. наук: 05.17.08 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2004

Арсеньєва О.П. Парові пластинчасті теплообмінники для удосконалення теплотехнологічних процесів промислових підприємств Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 процеси й обладнання хімічної технології. Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2004.
Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу конденсації пари на гофрованій поверхні пластин пластинчастого теплообмінного апарату й експлуатаційних характеристик для вибору ПТА, які використовуються у технологічних процесах підприємств хімічної промисловості. Запропоновано позонну методику розрахунку парових пластинчастих теплообмінників, що дозволяє враховувати швидкість пари в теплообмінному апараті. Отримане критеріальне рівняння тепловіддачі для пластин із синусоїдальним профілем гофри, що включає геометричний параметр, який дозволяє проводити варіантні конструкторські розробки. Одержала подальший розвиток теорія конденсації пари на вертикальній гофрованій поверхні при ламінарному режимі руху.
На основі проведених досліджень впроваджено підігрівник сольового розчину CaCl2для виробництва рідкого хлористого кальцію та теплообмінні апарати для утилізації залишку тепла хіміко-технологічних процесів. Запропоновано удосконалену методику оцінки надійності систем теплопостачання на основі функціональної надійності теплообмінника, застосування якого забезпечує задану імовірність безвідмовної роботи пластинчастого теплообмінного апарату.

Дисертаційна робота присвячена рішенню науково-практичної задачі підвищення теплових та експлуатаційних характеристик пластинчастих конденсаторів, що дає змогу удосконалити теплотехнологічні процеси підприємств хімічної промисловості.
У результаті проведеного дослідження отримані наступні наукові результати і практичні рекомендації:

На основі результатів теоретичного й експериментального досліджень розвинутий підхід до розрахунку пластинчастих конденсаторів, що відрізняється запропонованою методикою позонного розрахунку поверхні теплообміну, що включає зону повільного руху пари, величина якої складає області повної конденсації пари;
Одержала подальший розвиток теорія конденсації пари на вертикальній гофрованій поверхні при ламінарному режимі руху. враховуючої особливості плину пари й істотно нерівномірну тепловіддачу уздовж гофри;
Отримані вираження для середньої товщини плівки конденсату на «навітряної» і «підвітреної» сторонах гофри вертикальної пластини, в якій зосереджено основний термічний опір процесу теплопередачі;
Отримане критеріальне рівняння тепловіддачі для пластин із синусоїдальним профілем гофр, що включає геометричний параметр, який дозволяє проводити варіантні конструкторські пророблення в діапазоні чисел Рейнольдса Re=1300...3000 і діапазоні геометричного параметра гофр;
Встановлено, що зона з низькою швидкістю парискладаєдовжини пластини, на якій здійснюється повна конденсація пари;
Одержала подальший розвиток теорія надійності стосовно до пластинчастих теплообмінників, застосування якої забезпечує задані імовірність безвідмовної роботи теплообмінного апарата (не нижче 0,85) і енерго-ефективність використання теплоти пари;
Виявлені методичні аспекти експлуатації ПТА з резервуванням; розроблені графіки обслуговування теплообмінників, що забезпечують задану надійність роботи і рівномірність зносу утворення шару відкладень;
На основі аналізу даних різних авторів та результатів власних досліджень встановлено, що вплив теплофізичних характеристик теплоносія на процес конденсації і конкретно критерію Прандтля вимагають додаткових досліджень;
Розроблені теоретичні методи розрахунку пластинчастих теплообмінників-конденсаторів прийняті до впровадження і дають результати розрахунку поверхні теплообміну нанижче, ніж застосовувані дотепер, що забезпечує зниження витрат при застосуванні пластинчатих парових теплообмінників;
Упровадження розроблених графіків експлуатації теплообмінників забезпечує енерго-ефективне використання теплоти пари протягом усього часу роботи ПТА.

Експериментальна установка і методика іспитів ПТА втілені у навчальний процес на кафедрі загальної хімічної технології, процесів і апаратів НТУ „ХПІ” при проведенні лабораторних робіт при курсовому проектуванні за курсом «Основні процеси й апарати хімічної технології» для студентів хіміко-технологічних спеціальностей.