Теплоперенос в одиночных каплях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.08, кандидат технических наук Чинь Ван Зунг

• Чинь Ван Зунг
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Чинь Ван Зунг

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Тепло-массоперенос в одиночных каплях (внутренняя задача).

1.2. Тепло—массоперенос от одиночных капель при лимитируещем сопротивлении сплошной фазы (внешняя задача).

1.3. Теплообмен в контактных теплообменниках.

Выводы по главе I

ГЛАВА II. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Экспериментальная установка для определения степени теплообмена при движении одиночных капель в неподвижной сплошной среде

2.2. Методика измерения средней температуры капель, экспериментальные профили температур

2.3. Тепло-физические свойства жидкостных систем

2.4. Средний диаметр и скорость одиночных капель.

2.5. Период установившегося движения одиночных капель.

2.6. Методика определения общих поверхностных коэффициентов теплопередачи между каплей и сплошной средой.

Выводы по главе II

ГЛАВА III. НЕПОДВИЖНАЯ СПЛОШНАЯ СРЕДА: ТЕПЛОПЕРЕНОС ОТ ОДИНОЧНЫХ КАПЕЛЬ

Выводы по главе III

ГЛАВА IV. ТЕПЛОПЕРЕНОС В ОДИНОЧНЫХ КАПЛЯХ С ВНУТРЕН

НЕЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ

4.1. Теплоперенос внутри капли на базе модели твердого шарика.

4.2. Модель теплопереноса в каплях с внутренней циркуляцией

Выводы по главе IV

ГЛАВА V. К РАСЧЕТУ ТЕПЛООБМЕННЫХ РАСПЫЛИТЕЛЬНЫХ КОЛОНН

Выводы по главе V

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплоперенос в одиночных каплях»

При непосредственном контакте теплоносителей в системах жидкость -жидкость имеется возможность регулирования межфазной поверхности, являющуюся одновременно поверхностью теплообмена. Например, в распылительных колоннах с регулируемым механическим диспергированием в режиме плотной упаковки капель удельная межфазная поверхность дос

2 3 тигает 3500 -г 4000 м /м [1-3], в смесителях гетерогенных жидких систем

4 2 3

- 10 м' /м [4]. Это существенно снижает габариты контактных теплообменников, их металлоемкость; они характеризуется высокими суммарными удельными жидкостными нагрузками (до 100 м3/м2.час).

Преимуществом контактного теплообмена следует считать отсутствие стенок, разделяющих потоки теплоносителей. По сравнению с кожухотру-бчатыми теплообменниками последнее приводит к росту общего коэффициента теплопередачи, т. к. пропадают термические сопротивления стенок и загрязнений (коррозии). Показано [5], что при контактном нагреве водных растворов неорганических солей кремнийорганическими высокотемпературными теплоносителями общий объемный коэффициент теплопередачи достигал 104 вт/м3 .град; при концентрировании (выпаривании) -105 вт/м2.град.

Контактный теплообмен на практике осуществлен в технологии опреснения морской воды [6-11], при охлаждении ядерных реакторов [12], в схемах утилизации тепла, при охлаждении и нагреве, испарении и конденсации органических жидкостей [8, 13-15], в жидкостной экстракции - для создания внутренней флегмы [15, 16].

Несмотря на достоинства контактных теплообменников, теплообмен в системах жидкость - жидкость изучен недостаточно. Прежде всего, это относится к стадии теплопереноса внутри капель. Предложенные закономерности для расчета коэффициентов теплоотдачи в капле базируются на нестационарный кондуктивный механизм переноса теплоты внутри капли

- модель "твердого шарика". Модели, учитывающие циркуляцию жидкости внутри капли, получены для условий массопереноса и не подтверждены для теплопереноса опытными данными. Отсутствуют данные о пределах применимости теоретических моделей массо(тепло)переноса для капель различного диаметра.

Исходя из последнего, следует особо отметить отсутствие надежных инженерных методов расчета контактных теплообменников для неизменяю-щей свое агрегатное состояния системы жидкость - жидкость.

Целью данной работы является: исследование теплопереноса в каплях и сплошной фазе при их неизменном агрегатном состоянии и разработка основ метода расчета контактных теплообменников для систем жидкость -жидкость.

Постановка задачи исследования:

- Разработка методики экспериментального определения средней температуры движущейся капли;

- Определение профилей температур при равномерном движении одиночной капли в неподвижной сплошной фазе;

- Выявление зависимости общих поверхностных коэффициентов теплопередачи и коэффициентов теплоотдачи в фазах от режимных параметров процесса;

- Разработка моделей теплопереноса в сплошной и дисперсной фазах;

- На основании обобщающих зависимостей теплопереноса в фазах разработка основ расчета контактных теплообменников для систем жидкость - жидкость.

Работа выполнена на кафедре "Процессы и аппараты химической технологии" Московской государственной академии тонкой химической технологии им. М. В. Ломоносова, научный руководитель - к. т. н., доцент Б. Г. Варфоломеев.