Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Теорія і робочий процес ерліфтів

Теорія і робочий процес ерліфтів

Вивчення нових методів підвищення енергетичної ефективності газорідинних підйомників і розширення області аналітичного визначення параметрів і характеристик ерліфтів передбачає розробку адекватних фізичних і математичних моделей робочого процесу.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	автореферат
Язык	украинский
Дата добавления	14.09.2014
Размер файла	72,6 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

УДК 622.276.5

ТЕОРІЯ І РОБОЧИЙ ПРОЦЕС ЕРЛІФТІВ

Спеціальність 05.05.17 - Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора технічних наук

Кононенко Анатолій Петрович

Харків - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі енергомеханічних систем Державного вищого навчального закладу (ДВНЗ) “Донецький національний технічний університет” Міністерства освіти і науки України.

Науковий консультант: доктор технічних наук, професор Бойко Микола Григорович, ДВНЗ “Донецький національний технічний університет”, завідувач кафедри енергомеханічних систем, м. Донецьк.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Фінкельштейн Зельман Лазаревич, Донбаський державний технічний університет, завідувач кафедри прикладної гідромеханіки, м. Алчевськ;

доктор технічних наук, професор Сьомін Дмитро Олександрович, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, професор кафедри гідрогазодинаміки, м. Луганськ;

доктор технічних наук, старший науковий співробітник Луговський Олександр Федорович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, професор кафедри прикладної гідроаеромеханіки і механотроніки, м. Київ.

Захист відбудеться 27 грудня 2007 р. о 14⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.11 в Національному технічному університеті “Харківський політехнічний інститут” за адресою: 61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут”.

Автореферат розісланий 23 листопада 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Юдін Ю.О.

АНОТАЦІЯ

Кононенко А.П. Теорія і робочий процес ерліфтів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.17 Гідравлічні машини та гідропневмоагрегати - Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2007. ерліфт енергетичний газорідинний підйомник

Підвищення енергетичної ефективності газорідинних підйомників і розширення області аналітичного визначення параметрів і характеристик ерліфтів передбачає розробку адекватних фізичних і математичних моделей робочого процесу. Отримані критерії меж існування снарядної, емульсійної і кільцевої структур водоповітряних потоків в піднімальних трубах ерліфтів і розроблені фізичні і математичні моделі робочого процесу з відповідними структурами газорідинних сумішей. Моделі дозволяють визначати значення поточних гідродинамічних параметрів газорідинної суміші, залежність подачі ерліфта від витрати повітря, зміну тисків і потужностей залежно від витрати повітря і по висоті піднімальної труби. З використанням моделі барботажного режиму роботи ерліфта обчислюється потрібна витрата повітря, а також значення газовмісту і швидкостей циркуляційних потоків. Обґрунтовано фізичне явище обмеження подачі ерліфта з піднімальною трубою і трубою подачі. Доведена енергетична пріоритетність робочого процесу ерліфта зі снарядною структурою над емульсійною і, далі, над кільцевою. Запропоновані методики рішення оптимізаційної задачі по критерію енергетичної ефективності і уточненого розрахунку ерліфтів.

Ключові слова: ерліфт, робочий процес, піднімальна труба, труба подачі, водоповітряний потік, структура двофазної суміші

АННОТАЦИЯ

Кононенко А.П. Теория и рабочий процесс эрлифтов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.05.17 Гидравлические машины и гидропневмоагрегаты - Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт”, Харьков, 2007.

Более широкое применение эрлифтов в горной, энергетической, металлургической и других отраслях промышленности сдерживается, в основном, их высокой энергоемкостью и, преимущественно, эмпирической основой моделирования. Повышение энергетической эффективности газожидкостных подъемников и расширение области аналитического определения параметров и характеристик эрлифтов предполагает разработку адекватных физических и математических моделей рабочего процесса, основой которых является восходящий вертикальный водовоздушный поток.

Современное развитие теории двухфазных смесей позволяет разрабатывать модели для их определенных структур, из которых в эрлифте преимущественно реализуются снарядная, эмульсионная и кольцевая.

На основе теории кризисных состояний двухфазных потоков показано, что критериями границ существования указанных структур водовоздушных потоков в подъемных трубах эрлифтов является критерий Фруда и относительное погружение смесителя.

Разработанные физическая и математическая модели барботажного режима работы эрлифта с учетом переменных параметров водовоздушной смеси как по высоте подъемной трубы, так и по ее сечению, позволяют обосновать гидродинамические процесы в начальный период работы подъемника и определять потребный для обеспечения этого режима расход воздуха, а также значения газосодержаний и скоростей восходящего и нисходящего церкуляционных потоков.

Физические и математические модели рабочего процесса эрлифта со снарядной (двухкомпонентная модель газожидкостного потока), эмульсионной (модель гомогенной двухфазной смеси) и кольцевой (раздельный газожидкостный поток) структурами восходящих водовоздушных потоков позволяют определять значения текущих гидродинамических параметров газожидкостной смеси в заданных сечениях подъемной трубы и при заданном расходе воздуха, зависимость подачи эрлифта от расхода воздуха (построение расходной характеристики), изменение давлений (суммарного, а также обусловленных трением, ускорением и силами тяжести) и мощностей (подведенной и компенсирующих потери на трение, ускорение, скольжение фаз и необходимой для преодоления силы тяжести) в зависимости от расхода воздуха и по высоте подъемной трубы. Адекватность моделей рабочего процесса эрлифта доказана результатами экспериментальных исследований.

Количественный анализ значений КПД эрлифтов и распределения мощностей по затратным составляющим для каждой из имеющих место в подъемных трубах структур водовоздушных потоков позволил установить, по критерию энергетической эффективности, приоритетность снарядной структуры над эмульсионной и, далее, над кольцевой, что подтверждается экспериментальными данными.

Ограничение подачи эрлифта с подъемной и подающей трубами обусловлено опережающим уменьшением пропускной способности подъемной трубы при увеличении расхода воздуха и газосодержания водовоздушной смеси в сравнении с пропускной способностью подающей трубы.

Энергетически оптимальным режимом работы эрлифта следует считать режим с максимальным КПД, определяемым с учетом действительного давления в смесителе. Предложенная аналитическая зависимость подтверждена экспериментально.

Многокритериальная задача оптимизации сведена к однокритериальной - определению наиболее энергетически эффективных рабочих режимов эрлифта при оптимизируемом параметре газожидкостного подъемника - относительном погружении смесителя. Предложены методики решения оптимизационной задачи и уточненного расчета эрлифтов.

Результаты работы использованы в энергетической промышленности при разработке новых и совершенствовании существующих систем гидрозолошлакоудаления и установок удаления технологических дренажей с эрлифтами, а также при разработке и внедрении шахтных водоотливных установок, эрлифтно-землесосных снарядов, в учебном процессе.

Ключевые слова: эрлифт, рабочий процесс, подъемная труба, подающая труба, водовоздушный поток, структура двухфазной смеси

ANNOTATION

A.P. Kononenko. Airlift Theory and Operation. - Manuscript.

Doctoral thesis on the speciality of 05.05.17 Hydraulic machines and Hydro- Pneumatic Sets - National Technical University “Kharkov Polytechnic Institute”. Kharkov, 2007.

Gas-liquid lift power efficiency raise and airlift analytical characterization sphere widening imply the operation adequate physical and mathematical model development. The criteria of existence boundaries of the airflow slug, emulsion and circular-type structures in the airlift lifting pipes are obtained, and the operation physical and mathematical models with the corresponding gas-liquid mixture structures are developed. The models define the value of the gas-liquid mixture current hydro-dynamic parameters; dependence of the airlift feeding on the airflow, pressure and capacity change depending on the airflow and along the lifting pipe height. The required airflow and the rotating flow speed and gas content are calculated with the airlift bubble operation model. The limitation of feeding of the airlift with the lifting and feed pipes being a physical phenomenon is justified. The power priority of the operation of the airlift with the slug structure as compared to the emulsion and further on the circular-type ones is proved. The methods to solve the optimization task on the power efficiency criterion and the airlift more precise calculation are proposed.

Key words: airlift, operation, lifting pipe, feed pipe, airflow, two-phase mixture

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Транспортування краплинних рідин і гідросумішей забезпечується об'ємними і гідродинамічними насосами, до останніх з яких відноситься і ерліфт.

Унікальні гідропідйоми на вугледобувних шахтах, багато перекачних і допоміжних шахтних водовідливних установок і установок для чищення підземних ємностей вугільних підприємств, золошлаковидалення теплових електростанцій, вдосконалені земснаряди для видобування піску і гравію, дослідні установки для глибоководного видобування корисних копалин з дна морів і океанів і інші гідропідйомні і водовідливні установки були реалізовані на основі газорідинних підйомників.

Затребуване застосування ерліфтів в гірничодобувній, енергетичній, металургійній та інших галузях промисловості обумовлено, в основному, високою надійністю і простотою, а, отже, дешевизною виготовлення, монтажу, обслуговування і експлуатації, особливо при транспортуванні абразивних гідросумішей.

Так, зокрема, застосування ерліфтів в системах гідрозолошлаковидалення теплових електростанцій, що працюють на твердому паливі, супроводжується зниженням капітальних витрат в 1,5ч2,0 рази, експлуатаційних витрат (включаючи витрати на електроенергію) в 2,0ч2,5 рази, скороченням кількості обслуговуючого і ремонтного персоналу в 1,5ч2,0 рази порівняно з базовим варіантом з грунтовими (багерними) насосами.

Основними недоліками, стримуючими більш широке використання газорідинних підйомників, є висока енергоємність робочого процесу і, переважно, емпірична основа його моделювання.

Вищевикладене свідчить про актуальність і важливість наукової проблеми, яка полягає в подальшому розвитку теорії робочого процесу ерліфтів, що дозволить підвищити рівень ефективності газорідинних підйомників.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проведені в рамках наукового напрямку ДВНЗ „Донецький національний технічний університет” (Донецького політехнічного інституту) відповідно до науково-технічної програми 055-09 Міністерства енергетики і електрифікації СРСР на 1986-1990 р.р., затвердженої постановою Ради Міністрів СРСР 31.12.86 р. № 535, “Розробити і упровадити економічні і технологічні рішення атомних і теплових електростанцій уніфікованих типів, ліній електропередач і підстанцій, а також потоково-швидкісні методи їх будівництва” завдання 02.02 “Дослідити, розробити і упровадити економічні системи видалення і складування золошлакових відходів ТЕС” з проблеми “Дослідження режимів роботи і визначення техніко-економічних показників систем золошлаковидалення при підвищеній концентрації пульпи”.

Здобувач, як науковий керівник, очолював виконання госпдоговірних науково-дослідних робіт: „Исследование и разработка системы пневмогидравлического удаления золошлаков в условиях Новосибирской ТЭЦ-5” (м. Новосибірськ, Росія, ДР №01870006335), „Исследование и освоение систем пневмогидравлического транспорта твердого материала в условиях Экибастузской ГРЭС-1 (а.с. №1423861)” (м. Екібастуз, Казахстан, ДР №01890001355), „Исследование, разработка и освоение системы пневмогидравлического удаления золы и шлака в условиях Экибастузской ГРЭС-2 (а. с. №1257300)” (м. Екібастуз, Казахстан, ДР №01880001412).

Як відповідальний виконавець здобувач брав участь у виконанні госпдоговірних науково-дослідних робіт: „Совершенствование систем гидротранспорта золы и шлака Приморской ГРЭС” (с. Лучегорськ, Приморський край, Росія, ДР №74058912), „Совершенствование эрлифтных систем ГЗУ, авторский надзор за монтажом и эксплуатацией эрлифтов Экибастузской ГРЭС-1” (м. Екібастуз, Казахстан, ДР №81051696), „Разработка и внедрение гидропневматической системы сбора очаговых остатков для условий Калининской ТЭЦ-4” (м. Калінін, Росія, ДР №01825013772), „Совершенствование эрлифтных систем ГЗУ, авторский надзор за монтажом и эксплуатацией эрлифтов Нерюнгринской ГРЭС” (м. Нерюнгрі, Якутія, Росія, ДР №01830070356), „Исследование и разработка экспериментального образца внутрицеховой автоматизированной эрлифтной системы гидрозолошлакоудаления Приморской ГРЭС” (с. Лучегорськ, Приморський край, Росія, ДР №01840062857).

Мета і завдання досліджень. Мета дослідження зниження енергоємності ерліфта за рахунок раціонально вибраних його параметрів, встановлених на основі закономірностей робочого процесу газорідинного підйомника.

Завдання дослідження:

а) розробити кількісні критерії меж структур водоповітряних потоків в піднімальних трубах загальнопромислових ерліфтів з метою визначення областей існування снарядної, емульсійної і кільцевої двофазних сумішей в газорідинних підйомниках;

б) розробити математичні моделі барботажного режиму роботи і робочих процесів ерліфтів зі снарядною, емульсійною і кільцевою структурами водоповітряної суміші, що найчастіше мають місце в піднімальних трубах, які дозволять визначати гідродинамічні параметри газорідинних потоків;

в) провести експериментальні дослідження роботи ерліфтів з метою підтвердження адекватності математичних моделей робочих процесів газорідинних підйомників та розширення області використання емпіричної залежності газовмісту барботажної газорідинної суміші по перетину піднімальної труби;

г) розробити програмні комплекси для розрахунку раціональних параметрів і характеристик газорідинних підйомників;

д) уточнити методику визначення ККД ерліфтів з трубами подачі з урахуванням зміни тиску в змішувачі при зміні витрати повітря;

е) виконати роботи по впровадженню ерліфтів, як засобів транспортування рідин і гідросумішей.

Об'єкт дослідження - процес транспортування (підйому) води (гідросуміші) стислим повітрям у вертикальній трубі ерліфта.

Предмет дослідження - параметри робочого процесу ерліфта - подача, витрата повітря, швидкість, тиск і потужність водоповітряного потоку і його компонентів.

Методи дослідження. Основні використані методи досліджень: аналіз та наукове узагальнення даних із літературних джерел, що дозволило обгрунтувати актуальність наукової проблеми та сформулювати завдання досліджень; аналітичне узагальнення експериментальних даних, що сприяло визначенню критеріїв меж структур водоповітряних потоків в загальнопромислових ерліфтах; методи аналізу та синтезу гідродинамічних явищ дозволили обгрунтувати фізичні моделі роботи ерліфта; методи і закони механіки рідини та газу, закономірності теорії двофазного потоку і гідравліки покладені в основу математичних моделей барботажного режиму роботи та робочих процесів газорідинного підйомника; методи математичного моделювання дозволили встановити розподіл тисків та потужностей водоповітряного потоку по витратним складовим з метою визначення енергетично раціональних областей експлуатації та оптимальних режимів роботи ерліфтів. Експериментальний метод досліджень роботи ерліфтів дозволив підтвердити адекватність математичних моделей робочих процесів газорідинного підйомника і розширити область використання емпіричної залежності газовмісту барботажної газорідинної суміші по перетину піднімальної труби.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. Вперше встановлено значення критеріїв меж існування снарядної, емульсійної і кільцевої структур висхідних водоповітряних потоків у вертикальній піднімальній трубі загальнопромислового ерліфта як для оптимального режиму роботи, так і для режиму максимальної подачі газорідинного підйомника.

2. Розроблені математичні моделі робочих процесів ерліфтів, які встановлюють зв'язок між їх геометричними параметрами та кінематичними і гідродинамічними параметрами газу і краплинної рідини з урахуванням структур водоповітряних потоків, що вперше дозволило визначити зміни потужності двофазної суміші і її компонентів як в діапазоні витрати стислого повітря, що подається в газорідинний підйомник, так і по висоті піднімальної труби.

3. Встановлено, що барботажний режим в ерліфті визначається не тільки зменшенням газовмісту водоповітряної суміші від центра до стінок каналу, але і зниженням щільності повітря по висоті піднімальної труби, що дозволило більш цілісно обгрунтувати протікаючі в газорідинному підйомнику гідродинамічні процеси від його запуску до виходу на експлуатаційний режим

4. Отримало подальший теоретичний розвиток і експериментальне підтвердження фізичне явище обмеження подачі ерліфта, як результат випереджаючого зменшення пропускної спроможності піднімальної труби при збільшенні витрати повітря і газовмісту водоповітряної суміші порівняно з пропускною спроможністю труби подачі.

Практичне значення одержаних результатів полягає в можливості використання при створенні газорідинних підйомників високого технічного рівня: математичного і програмного забезпечення для моделювання процесу їх функціонування; запропонованих нових способів роботи, захисту і управління (а.с. 1153121, 1163048, 1157280, 1186835, 1225929) і конструкцій ерліфтів і їх елементів (а.с. 1257300, 1423861, 1687913, 1724952 та ін.); розроблених методів і методик визначення характеристик, областей раціональної експлуатації та оптимальних режимів роботи ерліфтів.

Рекомендації по вдосконаленню газорідинних підйомників реалізовані при розробці і впровадженні ерліфтних установок систем гідрозолошлаковидалення Новосибірської ТЕЦ-5 (м. Новосибірськ, Росія), Екібастузських ДРЕС-1, 2 (м. Екібастуз, Казахстан).

Основні наукові положення, виводи і рекомендації по вибору параметрів ерліфтних установок використані інститутами “Теплоелектропроект” (м. Новосибірськ, Росія) і “ВНДПІенергопром” (м. Київ, Україна) при проектуванні систем гідрозолошлаковидалення теплових електростанцій Росії (Приморська ДРЕС, Нерюнгрінська ДРЕС, Березовська ДРЕС, водогрійна котельна Кузнецької ТЕЦ, Ново-Зімінська ТЕЦ, Ульяновська ТЕЦ-3) та Казахстану (Павлодарська ТЕЦ-3).

Виводи і рекомендації роботи застосовані при розробці ерліфтів аварійного відкачування води з підвальних приміщень машзалу Омської ТЕЦ-4 (м. Омськ, Росія), установок пластового дренажу машинного залу, вузла пересипки конвеєрів паливоподачі з утилізацією просипів Екібастузської ДРЕС-1 (м. Екібастуз, Казахстан), установки видалення випадкових стоків машзалу, двосекційної беззумпфової установки Екібастузської ДРЕС-2 (м. Екібастуз, Казахстан), установок видалення дренажів з кабельних каналів, видалення золошлаків з можливістю розлуження гідросуміші димовими газами Новосибірської ТЕЦ-5 (м. Новосибірськ, Росія), спільно з НДІГМ ім. М.М. Федорова (м. Донецьк, Україна) способу регулювання подачі насосів ЦНС 300-600 впусканням повітря у всмоктуючий трубопровід в умовах водовідливної установки шахти ім. Ф.Е. Дзержинського ДП “Дзержинськвугілля” (м. Дзержинськ, Україна), оптимізації параметрів газорідинних підйомників ерліфтно-земснарядних комплексів АТЗТ “НВО “Хаймек” (м. Донецьк, Україна) і ін.

Результати досліджень використані у ДВНЗ „Донецький національний технічний університет” в навчальному процесі в курсах “Спеціальні засоби і схеми шахтних водовідливних, вентиляторних установок і гідропідйому”, “Спеціальні засоби і схеми транспортування рідин”, “Гідромеханізація, гідро- і пневмотранспорт”, при курсовому і дипломному проектуванні, виконанні магістерських робіт, а також у Сумському державному університеті в дисциплінах “Теорія турбомашин”, “Промислові пневмосистеми”, при курсовому і дипломному проектуванні.

Особистий внесок здобувача. Всі основні положення дисертації, які винесені на захист, отримані здобувачем самостійно. Серед них:

- встановлені критерії меж існування снарядної, емульсійної і кільцевої структур водоповітряних потоків у вертикальних піднімальних трубах загальнопромислових ерліфтів;

- розроблені математичні моделі барботажного режиму роботи і робочих процесів ерліфтів зі снарядною, емульсійною і кільцевою структурами водоповітряних потоків, що дало змогу дослідити зміну гідродинамічних параметрів газорідинної суміші в піднімальній трубі та встановити раціональні області використання ерліфта;

- розроблені методики і проведені в якості керівника та відповідального виконавця експериментальні дослідження роботи ерліфтів, які підтвердили адекватність математичних моделей їх робочих процесів та дозволили розширити область використання емпіричної залежності газовмісту барботажної газорідинної суміші по перетину піднімальної труби;

- обгрунтовано фізичне явище обмеження подачі ерліфта, що дозволило розробити практичні рекомендації по вибору технологічних та конструктивних параметрів газорідинних підйомників;

- уточнені методики визначення ККД, розрахунку раціональних параметрів і характеристик ерліфтів;

- в якості наукового керівника та відповідального виконавця науково-дослідних госпдоговірних робіт виконані заходи по впровадженні ерліфтів в системах гідропідйому та водовідливу теплових електростанцій, а також забезпечено використання результатів досліджень в умовах підприємств по видобутку корисних копалин.

Формулювання проблеми і завдань досліджень здійснювалося спільно з науковим консультантом.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи докладалися і отримали схвалення на науково-технічній конференції із завершених науково-дослідних робіт ДПІ (м. Донецьк, 1991 р.), II-ій, IV-ій, V-ій і VI-ій Міжнародних науково-технічних конференціях “Горная энергомеханика и автоматика” (м. Донецьк, 2002, 2004, 2005, 2006 р.р.), X Ювілейній міжнародній науково-практичній конференції “Гидроаэромеханика в инженерной практике” (м. Краматорськ, 2005 р.), VI, VII і VIII науково-технічних конференціях Асоціації фахівців промислової гідравліки і пневматики “Промышленная гидравлика и пневматика” (м. Львів, 2005 р., м. Вінниця, 2006 р., м. Мелітополь, 2007 р.), Міжнародній науково-практичній інтернет-конференції “Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании” (Інтернет-сайт www.sworld.ilhome.net, м. Одеса, 2005 р.), II Міжнародній науково-практичній конференції “СУЧАСНІ НАУКОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ - 2006” (Web-сторінка: www.rusnauka.com, м. Дніпропетровськ, 2006 р.), II Міжнародній науково-практичній конференції "ДНІ НАУКИ - 2006" (Web-страница: www.rusnauka.com, м. Дніпропетровськ, 2006 р.), XI і XII Міжнародних науково-практичних конференціях "Гидроаэромеханика в инженерной практике" (м. Київ, 2006 р., м. Луганськ, 2007 р.), Міжнародній науково-практичній інтернет-конференції “Современные направления теоретических и прикладных исследований” (Інтернет-сайт www.sworld.ilhome.net, м. Одеса, 2006 р.), II Міжнародній науково-практичній Інтернет-конференції “Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития 2006” (Інтернет-сайт www.sworld.ilhome.net, м. Одеса, 2006 р.), Третій Міжнародній науково-практичній конференції “Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности” (м. Санкт-Петербург, 2007 р.), міжкафедральних семінарах ДВНЗ „ДонНТУ” (м. Донецьк, 2007 р.) і НТУ “ХПІ” (м. Харків, 2007 р.).

Публікації. Основні результати досліджень опубліковані в 35 наукових роботах, серед них: 1 монографія, 1 навчальний посібник, 22 наукові праці, які опубліковані у фахових виданнях, що входять до переліку ВАК України, 5 авторських свідоцтв.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, 9 розділів і висновків, містить 565 сторінок, зокрема 250 сторінок основного машинописного тексту, 112 рисунків, 30 таблиць (кількість окремих сторінок з рисунками і таблицями - 84), 9 додатків на 172 сторінках і список використаних джерел з 568 найменувань на 59 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтована актуальність теми, сформульована наукова проблема, відображений зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами, визначені мета і завдання досліджень, показана наукова новизна та практичне значення отриманих результатів, приведений особистий внесок здобувача, подані відомості про апробацію, публікації та структуру дисертації.

Перший розділ “Стан проблеми, мета і завдання досліджень”. Актуальність даної проблеми визначається необхідністю підвищення ефективності газорідинних підйомників, що полягає в зниженні їх енергоємності і можливості аналітичного визначення раціональних конструктивних і технологічних розмірів ерліфтів і гідродинамічних параметрів водоповітряних потоків у вертикальних піднімальних трубах, що вимагає розробки достовірних фізичних і математичних моделей робочого процесу транспортування рідин стислими газами.

Аналіз стану проблеми виконаний по наступних напрямах: а) існуючі фізичні і математичні моделі ерліфтів; б) методики кількісного опису висхідних вертикальних газорідинних потоків в газліфтах нафтогазовидобування, парогенеруючих трубопроводах котлів теплових і атомних електростанцій, устаткуванні хімічних виробництв; в) моделі двофазних потоків і критерії меж існування структур газорідинних сумішей.

Значний внесок до розробки проблеми моделювання ерліфтів внесли вчені Крилов А.П., Козлов Б.К., Пірвердян А.М., Г. Грабов, Гейєр В.Г., Логвинов М.Г., Давидсон В.Є., Кириченко Є.О., Малєєв В.Б., Костанда В.С., Малигін С.С., Усков Є.В., Козиряцький Л.М., Пащенко В.С. і багато інших.

Найбільшого поширення набула методика кількісного опису ерліфтів школи професора Гейєра В.Г., в основу якої покладений баланс потужностей потоків в підйомнику. Проте, забезпечуючи прийнятну точність у визначенні конструктивних і технологічних параметрів ерліфтів, розроблені моделі, в зв'язку з їх емпіричною основою, не дозволяють аналізувати внутрішні гідродинамічні явища в піднімальних трубах і мають обмежену область застосування. Емпіричний опис барботажного режиму роботи ерліфта також не відображає суті виникаючих гідродинамічних процесів, що утруднює обгрунтування фізичних моделей експлуатаційних режимів підйомника.

Вимагає уточнення спосіб визначення ККД, а, отже, призначення енергетично оптимального режиму роботи ерліфта з урахуванням дійсного тиску в змішувачі. Затребувана також аналітична методика побудови витратних характеристик ерліфта, які в даний час отримують або емпіричними методами, або шляхом експериментальних досліджень на моделях. Область застосування емпіричних характеристик обмежена, а експериментальні дослідження вимагають додаткових матеріальних витрат.

Схожість методик опису ерліфтів з моделями газліфтів, парогенеруючих трубопроводів та ін. пояснюється загальною основою гідродинамічних процесів, що мають місце у вертикальних висхідних газорідинних потоках. Проте, по багатьом фізичним параметрам перераховані підйомники мають принципові відмінності від ерліфтів (істотно нижчі подачі, значні довжини при менших діаметрах піднімальних трубопроводів, виділення розчинених газів в процесі підйому газорідинної суміші, інтенсивний масообмін в парорідинних потоках та ін.), що обмежує можливість використання розроблених для них кількісних залежностей.

Основною особливістю двофазного потоку є те, що межі фаз визначаються не тільки геометрією стінок каналу, що характерно для однофазного потоку, але і розподілом цих фаз в об'ємі, обмеженому даним каналом. Структурна безліч варіантів взаємних розподілів фаз утворює сукупність режимів течії (структур потоків).

Створення єдиної для всіх структур теорії і універсальної математичної моделі двофазного потоку із-за складності процесів бачиться у віддаленій перспективі. В даний час найбільш продуктивним рішенням задачі визначення достовірних кількісних характеристик рухомих двофазних сумішей є розробка математичних моделей для кожної, що мають місце, структур двофазних потоків.

В загальнопромисловому ерліфті переважно реалізуються снарядна, емульсійна і кільцева структури водоповітряних потоків, межі існування яких на теперішній час найоб'єктивніше обгрунтовуються теорією кризових станів двофазних сумішей. Проте критеріїв меж реалізації вказаних структур в піднімальних трубах загальнопромислових ерліфтів не розроблено.

Сукупність перерахованих питань складає наукові основи підвищення ефективності газорідинних підйомників.

Другий розділ “Структури і моделі двофазних водоповітряних потоків в піднімальних трубах ерліфтів”. Теорія кризових станів двофазного потоку, в основі якої лежать пов'язані з напрямом руху пристінної рідинної плівки поняття “захлинання” і “поворот потоку”, на теперішній час найповніше відповідає вирішуваному для ерліфтів завданню - отриманню кількісних критеріїв меж існування снарядного, емульсійного і кільцевого висхідних водоповітряних потоків у вертикальній піднімальній трубі.

Перехід барботажного режиму роботи ерліфта в експлуатаційний з бульбашково-снарядною структурою газорідинної суміші супроводжується перетворенням низхідного циркуляційного потоку в пристінну низхідну рідинну плівку. Кільцевий режим характеризується висхідним рухом рідини, а емульсійна структура - коливальним рухом пристінної плівки води.

Подання 85 експериментальних характеристик ерліфтів з піднімальними трубами діаметрами D = 25ч624 мм і довжинами H+h = 2,1ч316,0 м (H - висота підйому ерліфта, h - геометричне занурення змішувача) при відносних зануреннях змішувача б = 0,070ч0,995 в координатах k - N (k - критерій Кутателадзе, N - параметр, залежний від критеріїв Фруда Fr, Вебера We і Галілея Ga) дозволило виявити кількісні закономірності формування структур в піднімальній трубі для оптимального режиму і режиму максимальної подачі ерліфта. Параметрами, що дозволяють класифікувати снарядну, емульсійну і кільцеву структури висхідної газорідинної суміші у вертикальній піднімальній трубі, є відносне занурення змішувача б і критерій Фруда водоповітряної суміші Fr_см (рис. 1).

Математичне моделювання робочих процесів ерліфта вимагає застосування правомірних базових початкових рівнянь для двофазної суміші, в якості яких прийняті спрощені, усереднені по часу-простору рівняння збереження маси та імпульсу.

Використовуючи існуючі залежності для визначення гідравлічних втрат, дійсного газовмісту і інтенсивності масообміну в експлуатаційних режимах при відповідних досліджуваних структурах потоків і барботажному режимі роботи підйомника, рівняння нерозривності руху і кількості руху двофазної рідини для кожної моделі отримані виходячи з одних і тих же початкових диференціальних рівнянь.

При моделюванні барботажного режиму роботи ерліфта і робочих процесів зі снарядною, емульсійною і кільцевою структурами водоповітряних потоків прийняті наступні допущення: течія квазіодновимірна осесиметрична стаціонарна; швидкості компонентів суміші в будь-якій точці перетину піднімальної труби паралельні вертикальній осі, а поперечні складові швидкостей і прискорень нехтувано малі в порівнянні з їх поздовжніми значеннями; у кожній точці будь-якого перетину піднімальної труби тиск однаковий, у тому числі і у фазах, і змінюється по висоті по лінійному закону; для емульсійної структури водоповітряної суміші ковзання фаз відсутнє; для кільцевої структури ядро потоку є монодисперсною газосуспензією, що складається з несучої газової фази і каплеподібних включень води, а плівка рідини складається тільки з води; зміна стану повітря в піднімальній трубі відбувається по ізотермічному процесу.

Третій розділ “Барботаж в піднімальній трубі ерліфта”. Згідно прийнятої фізичної моделі барботажного режиму роботи ерліфта при висхідному русі газових утворень в піднімальній трубі мають місце висхідний (центральний) і низхідний (пристінний) циркуляційні потоки, обумовлені різницею їх щільності. Більше 90% довжини піднімальної труби при H+h ? 10 м займає зона стабілізації з плавнозмінним (близьким до постійного) значенням газовмісту.

Математична модель барботажного режиму ерліфта представлена системою рівнянь (1) і (2), отриманих з рівнянь нерозривності руху (виходячи з рівності нулю сумарної витрати рідини в будь-якому перетині піднімальної труби) і кількості руху:

cw = G = 0 ; (1)

g М₀?^H⁺^h[с_ср.н(z) - с_ср.в(z)]dz = { с_ср.в(z)М[w_ср.в(z)]²}|₀^H⁺^h -

{ с_ср.н(z)М[w_ср.н(z)]²}|₀^H⁺^h + 1/щ_в М ₀?^H⁺^hF_б_v(z) dz +

+ 1/щ_н М ₀?^H⁺^h[F_б_v(z) + F_б_w(z)] dz,

де с' - щільність води; w' - дійсна швидкість води; G' - масова швидкість води; g - прискорення вільного падіння; c_ср.в(z), c_ср.н(z) - середня по перетинах щільність відповідно висхідного і низхідного циркуляційних потоків; w_ср.в(z), w_ср.н(z) - середні по перетинах швидкості відповідно висхідного і низхідного потоків; F_б_v, F_б_w - питомі (на одиницю довжини труби) сили тертя відповідно між висхідним і низхідним потоками і між низхідним потоком і стінкою труби; щ_в, щ_н - площі поперечних перетинів відповідно висхідного і низхідного потоків.

Вирішення системи рівнянь (1) і (2) дозволило уточнити значення коефіцієнта е, що входить у відому залежність газовмісту по перетину барботажного потоку від його значення в центрі каналу, стосовно піднімальної труби ерліфта. Використовуючи експериментальні дані для ерліфтів з піднімальними трубами діаметрами 140, 150, 250, 353 і 624 мм, отримано емпіричні залежності e = f(w₀,D) в діапазоні приведених швидкостей повітря w₀=0,68ч5,56 м/с при середньому тиску в піднімальній трубі. Підтвердженням адекватності розробленої моделі служить задовільна точність отриманих залежностей = f(w₀) при D = idem (середньоквадратичні погрішності рівнянь регресії не перевищують 0,3%).

Розроблена для ПЕВМ програма чисельного вирішення системи рівнянь (1), (2) з використанням залежності e = f(w₀,D) дозволяє визначати, з прийнятною точністю, витрату повітря ерліфтом в барботажному режимі, а також значення газовмісту, щільностей і швидкостей водоповітряної суміші і її компонентів в піднімальній трубі з графічною ілюстрацією отриманих результатів.

Аналітичні дослідження барботажних процесів в ерліфтах з піднімальними трубами діаметрами D = 140ч624 мм і довжинами H+h = 5ч30 м при геометричних зануреннях змішувачів h = 0,5ч13 м дозволили встановити, що середній повітровміст барботажної суміші для умов виходу з піднімальної труби знаходиться в межах ц_ср = 0,605ч0,912, для умов середнього тиску в піднімальній трубі ц_ср = 0,530ч0,872, що задовільно узгоджується з відомими літературними даними для барботажних апаратів.

Адекватність розробленої математичної моделі барботажного режиму роботи газорідинного підйомника дає засади стверджувати про правомірність прийнятої фізичної моделі та наявність в піднімальній трубі циркуляційних потоків, з яких низхідний, при збільшенні витрати повітря та виходу ерліфта на експлуатаційний режим з бульбашково-снарядною структурою, перетворюється в низхідну пристінну рідинну плівку.

Четвертий розділ “Модель робочого процесу ерліфта зі снарядною структурою водоповітряного потоку”. Для снарядної структури характерний розмір включень (поперемінних газових пузирів або рідинних пробок) порівнянний з масштабом потоку (діаметром труби).

Рівняння стаціонарного висхідного руху снарядної водоповітряної суміші у вертикальній піднімальній трубі ерліфта, виходячи з рівнянь нерозривності руху і кількості руху для двокомпонентної моделі газорідинного потоку, можливо представити у вигляді

р_смМz_i/(H+h)=4/D М₀?^zi ф_w(z)dz+GМ[xМw"(z) +(1 - x) Мw'(z)] |₀^zi+

+ g М₀?^zi{ц(z)Мс"(z) + [1 - ц(z)] Мс'} dz, (3)

p_У_i = p_mpi + p_уск_i + p_gi , (4)

де р_см - надлишковий тиск в змішувачі; z_i - відстань від змішувача до даного перетину піднімальної труби; _w(z) дотична напруга на стінці піднімальної труби; x - масовий витратний газовміст водоповітряної суміші; w(z) - дійсна швидкість повітря; (z) дійсний газовміст водоповітряної суміші; (z) щільність повітря; p_У_i сумарний перепад тиску на ділянці піднімальної труби довжиною z_i; p_mpi , p_уск_i , p_gi перепади тиску на ділянці піднімальної труби довжиною z_i, обумовлені відповідно тертям, прискоренням і силою тяжіння.

Середня об'ємна витрата водоповітряної суміші на ділянці піднімальної труби довжиною z_i

Q_ср_i = GМщ/z_i М₀?^zi dz/{ц(z)Мс"(z) + [1 - ц(z)] Мс'},

де щ - площа перетину піднімальної труби.

Добуток Q_ср_i на відповідний тиск p_У_i, p_mpi , p_уск_i и p_gi дозволяє визначити значення потужностей сумарної N_i, компенсуючих втрати на тертя N_mpi та прискорення N_уск_i, а також необхідної для подолання сили тяжіння N_gi при рухові водоповітряного потоку на ділянці піднімальної труби довжиною z_i

(N_У_i = N_mpi + N_уск_i + N_gi)

Підведена до піднімальної труби потужність N_под_i при прийнятій математичній моделі робочого процесу ерліфта формується сумою потужностей повітряного потоку N_i і потоку води N , а потужність, компенсуюча втрати на ковзання, визначається залежністю

N_ск_i = N_под_i N_У_i

Вирішення математичної моделі робочого процесу ерліфта зі снарядною структурою двофазної суміші виконане чисельним методом на ПЕВМ за допомогою розробленої програми. Адекватність моделі підтверджена задовільною збіжністю розрахункових і експериментально отриманих подач ерліфтів з піднімальними трубами діаметрами D = 25ч353 мм, довжинами H+h = 11,45ч90,5 м і відносними зануреннями змішувачів б = 0,310ч0,931, у яких в оптимальному, або оптимальному і режимі максимальної подачі має місце снарядна структура водоповітряного потоку (відхилення в більшості випадків не перевищують 20%).

Розроблена математична модель і програма для її вирішення на ПЕВМ дозволяє визначати наступні кількісні значення і залежності (з графічною побудовою):

а) значення поточних гідродинамічних параметрів снарядної водоповітряної суміші в заданих перетинах піднімальної труби і при заданій витраті повітря Q_в.

б) залежність подачі ерліфта Q_э від витрати повітря Q_в (побудова витратної характеристики);

в) зміну тисків p_У_i, p_mpi , p_уск_i і p_gi і потужностей N_i, N_mpi, N_уск_i, N_gi, N_ск_i, N, N_i і N_под_i в залежності від витрати повітря Q_в та по висоті піднімальної труби.

Як випливає з результатів розрахунків, для піднімальних труб діаметрами D = 25ч250 мм в режимі максимальної подачі ерліфта при снарядній структурі водоповітряного потоку відносний тиск, обумовлений силою тяжіння, складає = 59ч80% від сумарного перепаду тиску на піднімальній трубі p_У. Відносний тиск, обумовлений тертям, знаходиться в межах = 25ч40%, а відносний тиск, обумовлений прискоренням, < 4%. Відповідно відносна потужність, що витрачається на подолання сили тяжіння, складає = 15ч57%, на компенсацію втрат на тертя = 6ч26%, на компенсацію втрат на прискорення < 3% і на компенсацію втрат на ковзання = 17ч75%. За інших рівних умов відносні втрати на ковзання збільшуються при зменшенні тиску в змішувачі р_см і збільшенні діаметру D піднімальної труби.

П'ятий розділ “Модель робочого процесу ерліфта з емульсійною структурою водоповітряного потоку”. Збільшення газовмісту снарядного потоку приводить до зростання дотичної напруги на поверхні розділу фаз (поверхні плівки) і утворення значних нестійких хвиль, які захоплюються вгору потоком повітря.

Руйнування великомасштабних газових пузирів і рідинних пробок приводить до інтенсивного перемішування компонентів двофазного потоку і формування емульсійної структури з геометричною характеристикою, що не піддається кількісній оцінці.

Емульсійна течія характеризується великою частотою і малою амплітудою пульсацій і по своїх властивостях наближається до гомогенної структури.

Для одновимірної стаціонарної висхідної течії емульсійної водоповітряної суміші у вертикальній піднімальній трубі ерліфта спрощені рівняння нерозривності руху і кількості руху на основі гомогенної (однокомпонентної) теорії дозволяють отримати співвідношення, що описує залежність повного градієнту тиску від щільності фаз і газовмісту

-dp(z)/dz = {л_см(z)МG/(2DМ{в(z)Мс"(z) + [1 - в(z)] Мс'} -

-G²М[с"(z) - с']М [dв (z)/dz]/{в(z)Мс"(z) + [1 - в(z)] Мс'}² +

+ gМ{в(z)Мс"(z) + [1 - в(z)] Мс'}Ч (6)

Ч1 - G²Мв(z)М[с₀"/p₀]/ {в(z)Мс"(z) + [1 - в(z)] Мс'}^-1,

де р(z) - тиск; л_см(z) - коефіцієнт опору; (z) - об'ємний витратний газовміст водоповітряного потоку.

Інтегрування рівняння (6) для ділянки піднімальної труби ерліфта довжиною z_i (де 0 ? z_i ? H+h) приводить до виразу, подібному (4).

Середня об'ємна витрата емульсійної водоповітряної суміші на ділянці труби довжиною z_i визначається залежністю (5), в якій замість дійсного газовмісту (z) використовується вираз для об'ємного витратного газовмісту (z) .

По аналогії з математичною моделлю робочого процесу ерліфта зі снарядною структурою водоповітряної суміші, для моделі з емульсійною структурою добуток Q_ср_i на відповідний тиск p_У_i, p_mpi , p_уск_i і p_gi також дозволяє визначати значення потужностей N_i, N_mpi, N_уск_i i N_gi при русі водоповітряного потоку на ділянці піднімальної труби довжиною z_i. Підведена до піднімальної труби потужність дорівнює сумі N_под_i= N + N_i , причому N_под_i= N_i із-за прийнятої моделі гомогенної течії, що припускає відсутність втрат потужності на ковзання фаз N_уск_i =0.

Не виявлено в літературних джерелах рекомендацій і кількісних залежностей для обчислення коефіцієнтів опору двофазних потоків з емульсійною структурою. Варіанти рішення задачі про кількісне значення коефіцієнта опору, що рекомендуються для гомогенних потоків, зокрема використання постійного значення коефіцієнта опору л_см- const, часто не приводять при аналізі емульсійних сумішей до задовільних результатів.

Порівняння розрахункових і експериментально визначених подач з використанням математичної моделі робочого процесу газорідинного підйомника з емульсійною структурою водоповітряного потоку виконані чисельним методом за розробленою програмою на ПЕВМ для ерліфтів з піднімальними трубами діаметрами D = 50ч624 мм, довжинами H+h = 2,1ч192,0 м і відносними зануреннями змішувачів б = 0,100ч0,664.

При виконанні кількісних розрахунків коефіцієнт опору л_смвизначався як виходячи з рекомендацій (для гомогенних сумішей) постійності його значення по довжині піднімальної труби в діапазоні л_см = 0,02ч0,14, так і обчислювався по критеріальному рівнянню з використанням виразу (7). Причому, при обчисленні коефіцієнта опору л_см з використанням виразу (7) найбільш задовільні результати отримані в діапазоні відносних занурень змішувача б = 0,100ч0,290. Використання моделі “л_см-const” виявилось прийнятно в діапазоні відносних занурень змішувача б = 0,318ч0,664.

Відхилення розрахункових подач ерліфтів в оптимальних режимах і режимах максимальних подач (24 режими роботи) від експериментально отриманих даних при емульсійній структурі водоповітряної суміші не перевищують 25%, що є задовільним результатом для даних умов і підтверджує адекватність розробленої моделі.

Розроблена математична модель робочого процесу ерліфта з емульсійною структурою водоповітряної суміші і програма для її вирішення на ПЕВМ дозволяють визначати ті ж гідродинамічні параметри і залежності, що і у разі моделі для снарядної структури, проте з урахуванням гомогенності (однокомпонентності) газорідинного потоку.

При відносних зануреннях змішувачів б > 0,3 ерліфтів з піднімальними трубами діаметрами D = 50ч624 мм в режимі максимальної подачі як відносний тиск, так і відносні потужності, знаходяться в межах: обумовлені силою тяжіння ? 50ч54%, тертям ? 39ч47%, прискоренням .

Шостий розділ “Модель робочого процесу ерліфта з кільцевою структурою водоповітряного потоку”. Фізична модель кільцевої структури водоповітряного потоку у вертикальній піднімальній трубі ерліфта прийнята такою, при якій плівка рідини завтовшки д(z) рухається по внутрішній стінці, а газ з краплинними і близькими до них включеннями рідини утворює гомогенне ядро потоку. Між газорідинним ядром потоку і плівкою, що складається тільки з рідини, має місце масообмін за рахунок винесення і осадження крапель.

Рівняння нерозривності руху і кількості руху роздільного водоповітряного потоку з кільцевою структурою у вертикальній піднімальній трубі ерліфта представлені системою залежностей:

W_в = (z)_c(z)w(z)_c(z) = const; (8)

W_эс(z) |₀^zi = W_эМе(z) |₀^zi = ₀?^zi J_fc(z)Мdz - ₀?^zi J_cf (z)Мdz; (9)

W_э_f(z) |₀^zi = W_эМ[1 - е(z)] |₀^zi = ₀?^zi J_cf (z)Мdz - ₀?^zi J_fc (z)Мdz; (10)

р_смМz_i/(H+h) = 2рМ₀?^zi[R - д(z)]Мф_v(z)/щ_c(z)Мdz + ₀?^zi{[J_cf (z) - J_fc^(s) (z)] w_c(z)

- [J_fc (z) - J_fc^(s) (z)]Мw'_v(z)}/щ_c(z)Мdz + { с"(z)М в_c(z) + с' М[1 - в_c(z)] }Ч

Ч{[Q_в(z) + Q_э(z)М е(z)]/ щ_c(z)}²|₀^zi + g М₀?^zi{ с"(z)М в_c(z) + с' М[1 - в_c(z)] }Мdz;

р_смМz_i/(H+h) = - 2рМ₀?^zi[R - д(z)]ф_v(z)/щ_f(z)Мdz - ₀?^zi{[J_cf (z) - J_fc^(s) (z)] w_c(z) -- [J_fc (z) - J_fc^(s) (z)]w'_v(z)}/щ_f(z)Мdz + рМRМс'М₀?^ziC_w(z)М[w'_f(z)]²/ щ_f(z) Мdz +(12)

+ { с'М[w'_f(z)]² + с'МgМz}|₀^zi,

де W_в, W_эс(z), W_э_f(z) - масові витрати відповідно повітря, води в ядрі газорідинного потоку і води в пристінній плівці; _c(z) - витратний об'ємний повітровміст ядра газорідинного потоку; _c(z), _f(z) - площа перетину відповідно гомогенного ядра і пристінної плівки; (z) - масова частина рідини, що переноситься газом в ядрі кільцевого потоку; J_fc(z), J_cf (z) - інтенсивність відповідно винесення крапель з поверхні рідинної плівки і осадження крапель на плівку; - інтенсивність ударного бризковинесення; R - радіус піднімальної труби; _v(z) - дотична напруга на поверхні розділу фаз; w_c(z), w_f(z), w_v(z) - швидкість відповідно гомогенного ядра газорідинного потоку, води в пристінній плівці і води в плівці на міжфазній межі; C_w(z) - коефіцієнт тертя між плівкою і стінкою труби.

Рівняння (11) і (12) можливо перетворити до вигляду

р_смМz_i/(H+h) = рМRМс'/ щ М₀?^ziC_w(z)М[w'_f(z)]²Мdz + { в_c(z)М с"(z) +

+ [1 - в_c(z)] Мс'}М[w_c(z)]²М щ_c(z) + с'М[w'_f(z)]²М щ_f(z)/щ|₀^zi + (13)

+ g/щМ[₀?^zi{ в_c(z)М с"(z) + [1 - в_c(z)] Мс'}М щ_c(z)Мdz + с'М₀?^zi щ_f(z)Мdz],

який, у свою чергу, відповідає виразу (4) і дозволяє визначати значення тисків p_У_i, p_mpi , p_уск_i и p_gi .

Середня об'ємна витрата водоповітряної суміші на ділянці труби довжиною z_i

Q_ср_i = (W_в + W_э)/z_i М₀?^zi dz/{ц^* (z)Мс"(z) + [1 - ц^* (z)] Мс'}, (14)

де ^*(z) - розрахунковий газовміст водоповітряного потоку.

Значення потужностей N_i, N_mpi, N_уск_i, N_gi, N_ск_i, N, N_i і N_под_i визначаються по методиці, аналогічній застосованій в математичній моделі робочого процесу ерліфта зі снарядною структурою водоповітряної суміші.

...

Страница:

автореферат "Теорія і робочий процес ерліфтів" скачать

Подобные документы

Розрахунок паливного насосу високого тиску
Тепловий розрахунок двигуна внутрішнього згорання. Вивчення параметрів процесу стиску, згорання та розширення. Визначення робочого об'єму циліндрів. Опис призначення та конструкції паливного насосу високого тиску. Обґрунтування вибору матеріалу деталей.

курсовая работа [180,0 K], добавлен 10.04.2014
Розрахунок параметрів тепловозного двигуна
Розрахунки ефективної потужності двигуна внутрішнього згоряння та його параметрів. Визначення витрат палива, повітря та газів, що відпрацювали. Основні показники системи наддування. Параметрів робочого процесу, побудова його індикаторної діаграми.

курсовая работа [700,8 K], добавлен 19.09.2014
Оцінка формоутворення торцевих фрез профільної схеми різання та розширення області їх застосування
Теоретичні відомості про торцеві фрези. Визначення геометричних параметрів різальної частини торцевих фасонних фрез. Визначення аналітичних залежностей точок профілю різальної частини торцевих фрез. Перевірка розробленої теорії в виробничих умовах.

реферат [95,4 K], добавлен 10.08.2010
Монтаж технічних засобів автоматизації процесу стадії підготовки аміаку до нейтралізатора у виробництві НАК
Фактори, що впливають на процес виготовлення та номінальні значення параметрів технологічного процесу. Монтаж відбірних пристроїв для вимірювання витрати. Проектування пульта управління процесом. Монтаж пристроїв для відбору тиску й розрідження.

курсовая работа [1,3 M], добавлен 25.12.2013
Розрахунок системи автоматичного регулювання на задану якість процесу регулювання
Вибір типу регулятора. Залежність оптимальних значень параметрів настроювання регулятора від динамічних властивостей нейтральних об'єктів. Побудова перехідного процесу розрахованої системи автоматичного регулювання. Процес при зміні регулюючої дії ходу.

контрольная работа [1,1 M], добавлен 05.02.2013
Проектування поворотно-лопатевої гідротурбіни ПЛ20
Конструкція поворотно-лопатевої гідротурбіни ПЛ20. Визначення її параметрів. Побудова робочих і експлуатаційної характеристик. Вибір спіральної камери, відсмоктуючої труби. Профілювання лопатевої системи робочого колеса. Розрахунок на міцність валу.

дипломная работа [1,0 M], добавлен 16.04.2011
Розрахунок та дослідження лінійної та каскадної системи автоматичного регулювання парокотельної установки на заданий запас стійкості
Мета впровадження автоматичних систем управління у виробництво. Елементи робочого процесу в парокотельній установці. Вибір структури моделі об'єкта регулювання та розрахунок її параметрів. Розрахунок параметрів настроювання автоматичних регуляторів.

курсовая работа [986,6 K], добавлен 06.10.2014
Наукові основи підвищення ефективності гальмування поліпшенням умов взаємодії коліс з гальмівними колодками і рейками
Підвищення ефективності гальмування поліпшенням умов взаємодії коліс з гальмівними колодками і рейками завдяки розвитку теорії і використання нових науково обґрунтованих технічних рішень. Зниження інтенсивності зношування елементів гальмівної системи.

автореферат [2,2 M], добавлен 11.04.2009
Визначення геометричних параметрів гнучкого гвинтового конвеєра на основі дослідження виготовлення секцій робочого органу
Конструктивні та технологічні особливості секційних гнучких гвинтових конвеєрів. Аналіз технологічних процесів виготовлення секцій гнучких гвинтових конвеєрів. Модель технологічного процесу проточування секцій робочих органів гнучких гвинтових конвеєрів.

дипломная работа [6,9 M], добавлен 11.02.2024
Технологічний процес механічної оброки прошивного ролику
Визначення службового призначення прошивного ролика і вивчення його конструктивних особливостей. Розробка креслення заготовки деталі "ролик" і розрахунок оптимальних параметрів для її обробки. Підбір інструменту і обґрунтування режимів різання деталі.

курсовая работа [923,2 K], добавлен 07.08.2013
Контроль параметрів шуму. Звукоізоляційні властивості різних матеріалів
Визначення параметрів шуму - хаотичного поєднання різних по силі і частоті звуків, які заважають сприйняттю корисних сигналів. Особливості вібрації - механічних коливань твердих тіл. Дослідження методів вимірювання рівня шуму шумомірами, осцилографами.

реферат [15,4 K], добавлен 13.02.2010
Засоби вимірювальної техніки
Метрологічне забезпечення, інформація, вимірювання, метрологія: визначення і взаємозв’язок. Системи фізичних величин і одиниць вимірювань. Визначення, основні елементи і підготовка процесу вимірювання. Вибір фізичної моделі об’єкта вимірювання.

реферат [147,4 K], добавлен 14.01.2009
Розробка технологічного процесу виготовлення деталі машини
Визначення технологічного процесу виготовлення заготовки. Технологічний процес виготовлення машинобудівної заготовки та проектування її. Особливості проектування литої заготовки. Проектування цільної, комбінованої та зварюваної машинобудівної заготовки.

курсовая работа [57,7 K], добавлен 24.01.2010
Монтаж технічних засобів автоматизації процесу виробництва комбікорму
Фактори, що впливають на процес виготовлення комбікорму та номінальні значення параметрів технологічного процесу. Вибір технічних засобів системи автоматизації. Принцип дії та способи монтажу обладнання. Сигналізатор рівня СУМ-1 сипучих матеріалів.

курсовая работа [2,5 M], добавлен 01.06.2013
Загальна теорія точності механічної обробки
Загальна характеристика методів дослідження точності обробки за допомогою визначення складових загальних похибок. Розрахунки розсіяння розмірів, пов'язані з помилками налагодження технологічної системи. Визначення сумарної похибки аналітичним методом.

реферат [5,4 M], добавлен 02.05.2011
Технологія виробництва холодної прокатки труб
Аналіз сортаменту трубоволочильного цеху. Технологічний процес виробництва холоднодеформованих труб. Аналіз устаткування, технології і якості продукції. Розрахунок калібровки робочого інструменту. Порівняльний аналіз силових та енергетичних параметрів.

дипломная работа [1,9 M], добавлен 02.06.2015
Безпека праці. Оснащення і організація робочого місця електромонтера
Основні вимоги до робочого місця слюсаря. Загальне поняття про різці. Робочий і контрольно-вимірювальний інструмент слюсаря електромонтера. Організація і охорона праці під час виконання слюсарних операцій. Розмітка заготовок, рубка і різання металу.

отчет по практике [2,7 M], добавлен 21.01.2013
Підвищення ефективності механічної обробки деталей з використанням полімервмісних МОТЗ
Наукова-технічна задача підвищення технологічних характеристик механічної обробки сталевих деталей (експлуатаційні властивості) шляхом розробки та застосування мастильно-охолоджуючих технологічних засобів з додатковою спеціальною полімерною компонентою.

автореферат [773,8 K], добавлен 11.04.2009
Розробка схеми автоматичного контролю і сигналізації ректифікаційної колони
Короткий опис технологічного процесу ректифікації, його головні етапи. Обґрунтування методів вимірювання і вимірювальних комплектів для контролю основних параметрів технологічного процесу ректифікації. Опис схеми автоматичного контролю та сигналізації.

курсовая работа [50,2 K], добавлен 06.04.2015
Проектування парової турбіни
Оцінка економічності й теплової потужності турбіни, визначення ступенів тиску і параметрів робочого тіла за регулюючим рівнем на номінальному режимі. Витрати у регенеративні відбори та розрахунок лопатки постійного профілю на згин від парового зусилля.

дипломная работа [1,5 M], добавлен 19.05.2011

Другие документы, подобные "Теорія і робочий процес ерліфтів"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.