Совершенствование тепло-диффузионных аппаратов на базе математического моделирования температурных полей (на примерах аппаратов производства монометиланилина и изолирующих дыхательных аппаратов)

Принципы расчета нестационарных температурных полей в регенеративном теплообменнике. Модернизация производства монометиланилина, обеспечивающая повышение производительности оборудования и снижение энергопотребления за счет использования вторичного тепла.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 25.07.2018
Размер файла 364,6 K

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Совершенствование тепло-диффузионных аппаратов на базе математического моделирования температурных полей (на примерах аппаратов производства монометиланилина и изолирующих дыхательных аппаратов)

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

регенеративный теплообменник температурный

Актуальность. Стремительное развитие вычислительной техники и методов математического моделирования создает уникальные предпосылки для решения важнейшей задачи химической технологии - повышения уровня энерго- и ресурсосбережения химических производств за счет применения в расчетах аналитических решений математических моделей нестационарных процессов тепло- и массопереноса.

Условия осуществления процессов тепло- и массопереноса, особенно при наличии химических превращений и фазовых переходов, часто определяют уровень энерго- и ресурсосбережения производств и, как следствие, себестоимость и конкурентоспособность выпускаемой продукции. Рациональный выбор аппаратурно-технологического оформления теплонагруженных процессов и совершенствование тепло-диффузионных аппаратов является актуальным направлением развития процессов и аппаратов химических технологий.

Работа выполнялась в рамках ФЦНТП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002 - 2006 гг.» (шифр РИ - 16.0/008/223), ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 гг.», государственного контракта № 02.513.11.3377 от 26 ноября 2007 г.

Целью работы является совершенствование тепло-диффузионных аппаратов с позиций энерго- и ресурсосбережения на примерах решения ряда практически важных задач:

- разработка комплекса научно обоснованных мероприятий по модернизации производства монометиланилина (ММА) в ОАО «Пигмент» (г. Тамбов), обеспечивающих повышение производительности оборудования и снижение энергопотребления за счет использования вторичного тепла;

- аналитический расчет нестационарных температурных полей в регенеративном теплообменнике (РТ) при проектировании изолирующих дыхательных аппаратов (ИДА), обеспечивающих комфортные условия работы (температура смеси на вдохе, сопротивление дыханию, объем вдыхаемой смеси, частота дыхания).

Методы исследования. В работе использованы основные положения теории явлений тепло- и массопереноса, математического моделирования и оптимизации.

Научная новизна. Разработаны математические модели нестационарных процессов теплообмена (в многокомпонентной парожидкостной смеси при наличии фазовых переходов; в насыпном слое катализатора при наличии химических превращений) и метод аналитического решения уравнений математических моделей, с использованием которых усовершенствовано аппаратурно-технологическое оформление производства ММА по критерию энергосбережения.

Разработаны математическая модель нестационарного процесса теплообмена в РТ ИДА и метод аналитического решения уравнений модели, позволившие на основании проведенных исследований процесса теплообмена в условиях эксплуатации ИДА обеспечить комфортные условия работы.

Экспериментально определены диапазоны изменения коэффициентов теплоотдачи в секциях РТ, использованные при расчетах нестационарных температурных полей его конструкционных элементов и воздушных потоков.

Практическая значимость. Модернизирован узел предварительного подогрева исходной смеси на стадии синтеза ММА и усовершенствован способ подогрева исходных смесей на стадии ректификации за счет использования источников вторичного тепла, что позволило добиться существенной экономии греющего пара.

Разработаны алгоритмы и комплекс компьютерных программ для расчета нестационарных температурных полей: 1) в многокомпонентной парожидкостной смеси при наличии фазовых переходов; 2) в насыпном слое катализатора при наличии химических превращений и использованных для выбора теплообменного оборудования и оптимизации геометрических характеристик контактного аппарата синтеза ММА повышенной производительности.

Определены оптимальные (по критерию удельной металлоемкости) конструктивные характеристики контактного аппарата.

Предложен вариант аппаратурного оформления процесса парциальной конденсации многокомпонентной паровой смеси в присутствии неконденсирующихся газов, позволяющий повысить уровень ресурсосбережения и экологической безопасности производства.

Разработаны алгоритм и программа расчета эксплуатационных характеристик РТ ИДА, обеспечивающих комфортные условия при дыхании человека в экстремальных ситуациях.

Апробация работы. Основные результаты и выводы диссертационной работы докладывались на международной научно-практической конференции «Прогрессивные технологии развития» (Тамбов, 2004 г.), научной конференции магистрантов ТГТУ (Тамбов, 2005 г.), заседании секции Ученого совета НОЦ ОАО «Корпорация «Росхимзащита» (Тамбов, 2005 г.), XI научной конференции ТГТУ «Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование» (Тамбов, 2006 г.), шестой международной теплофизической школе «Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством» (Тамбов, 2007 г.), третьей международной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2007 г.), международной научно-практической Интернет-конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте2007» (Одесса, 2007 г.), всероссийской школе-семинаре «Инновационный менеджмент в сфере высоких технологий» (отбор инновационных проектов для участия в Программе «У.М.Н.И.К.», Тамбов, 2007 г.), четвертой международной заочной научно-практической конференции «Качество науки - качество жизни» (Тамбов, 2008 г.), а также на научных семинарах кафедр ТТМП и АПТО ТГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 1 в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти основных глав и заключения, включающих 171 страницу машинописного текста, 51 рисунок и 29 таблиц, списка использованных источников, содержащего 131 наименование, и 8 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость, приводится структура работы.

В первой главе дан обзор методов математического моделирования температурных полей теплообменных аппаратов; приведен анализ технологических схем (ТС) производства ММА, представлены конструкции используемых контактных аппаратов и теплообменного оборудования; рассмотрены особенности РТ индивидуальных дыхательных аппаратов.

На основе критического обзора определены основные задачи настоящей работы и объекты исследования.

Задачи совершенствования аппаратурно-технического оформления производства ММА (ОАО «Пигмент», г. Тамбов) и процесса теплообмена в ИДА нацелены на:

- увеличение объемов производства ММА для обеспечения потребностей рынка;

- снижение расхода греющего пара (ГП) на стадии подготовки исходной анилино-метанольной смеси (АМС) и при ректификации продуктов контактирования (ПК) и водно-метанольной смеси (ВМС);

- снижение потерь тепла при парциальной конденсации парогазовой смеси (ПГС);

- снижение расхода охлаждающей воды (ОВ) при конденсации ПГС продуктов синтеза;

- снижение потерь сырья и загрязнения окружающей среды выбросами паров метанола и водорода;

- обеспечение комфортных условий при дыхании человека с использованием ИДА.

Вторая глава посвящена описанию методики математического моделирования температурных полей тепло-диффузионного оборудования. Методика основана на представлении температурных полей рабочих областей аппаратов как совокупности температурных полей локальных областей, описываемых аналитическими решениями линейных задач теплопроводности.

Приводятся постановки и вид решения линейных задач, используемых для моделирования температурных полей в потоках теплоносителей и конструкционных элементах рассматриваемых аппаратов:

1) задача нестационарной теплопроводности для двухслойного неограниченного полого цилиндра, описывающая температурное поле теплоизолированного корпуса аппаратов;

2) задача нестационарной теплопроводности для однослойного неограниченного полого цилиндра, описывающая температурное поле стенки труб трубного пучка;

3) задача стационарной теплопроводности для однослойного ограниченного полого цилиндра с переменной температурой окружающей среды, описывающая температурное поле стенки труб трубного пучка контактного аппарата в процессе регенерации катализатора;

4) дифференциальное уравнение переноса тепла потоком, движущимся в режиме идеального вытеснения по каналу;

5) задача стационарной теплопроводности для конечного цилиндра, описывающая температурное поле в насыпном слое катализатора контактного аппарата;

6) задача нестационарной теплопроводности для тонкой пластины, описывающая температурное поле рабочего элемента РТ.

Третья глава посвящена решению задач энерго- и ресурсосбережения в узле контактирования и на стадиях ректификации при производстве ММА.

Особенности рассматриваемых теплообменных процессов обусловлены наличием фазовых переходов в многокомпонентных парожидкостных смесях при атмосферном давлении.

Предлагается описывать процесс теплообмена многокомпонентной паровой смеси при постоянном давлении с использованием семейства функций , каждая из которых определяет массовую долю конденсата по каждому компоненту при текущей температуре. Выбор аппроксимационной функции обусловлен предположением, что температура фазового перехода каждого компонента в смеси подчиняется нормальному закону распределения. Тогда функции определяются следующим образом:

(1)

Для построения этих кривых достаточно знать координаты двух точек, которые определяются по результатам заводских замеров. На рис. 1 представлены функции для ПГС.

Разработаны математическая модель процесса парциальной конденсации многокомпонентной парожидкостной смеси, расчетная методика и пакет компьютерных программ, позволяющих определить температурное поле аппарата, а также текущий состав жидкой и паровой фаз в процессах конденсации и испарения. При этом используются решения задач 1, 2 и 4, глава 2.

Допущения: теплоносители движутся в поршневом режиме; теплофизические характеристики теплоносителей остаются постоянными по длине локальной области; температуры стенок трубок трубного пучка и теплоизолированного корпуса аппарата внутри локальной области изменяются только по толщине; в потоках теплоносителей не учитывается перенос тепла теплопроводностью.

Определение температурного поля в аппарате предполагает выполнение многократного последовательного расчета всех локальных областей, составляющих аппарат; при наличии фазовых превращений рассчитываются покомпонентные количества теплоносителей, изменяющих свое агрегатное состояние.

Расчетная методика включает итеративное определение такой конечной температуры смеси на каждом локальном участке, чтобы суммарные теплоты изменения теплосодержаний и фазовых переходов по всем компонентам соответствовали общему количеству тепла, передаваемого теплопередачей на текущем локальном участке.

Был выполнен анализ потребителей тепла и источников вторичного тепла на действующем производстве. Для них определялись тепловые мощности, температурные диапазоны, временные характеристики и виды теплоносителей. Сопоставление характеристик потребителей тепла и источников вторичного тепла позволило выявить возможные варианты теплоснабжения ряда потребителей вторичным теплом. Были сформулированы и решены две задачи.

Задача I. Использование вторичного тепла ПГС продуктов синтеза для подогрева исходных продуктов с целью экономии ГП и ОВ (рис. 2).

Рис. 2. Фрагмент модернизированного узла контактирования: 3г/1 - подогреватель АМС; 3г - пусковой подогреватель АМС; 11г - испаритель АМС; 12г - контактный аппарат; 14а - конденсатор ПК 1-й ступени; 14б - конденсатор ПК 2-й ступени

Для узла контактирования выполнен тепловой расчет подогревателя исходной АМС, пускового подогревателя АМС, конденсатора ПК.

В качестве исходных данных для расчета используются регламентные условия и геометрические размеры имеющихся в наличии аппаратов, состав многокомпонентных смесей, теплофизические свойства веществ, входящих в рабочие смеси.

Результаты расчета - температурные поля аппаратов, в том числе поля температур потоков по длине зоны теплообмена (рис. 3) и количества сконденсированных компонентов многокомпонентных смесей (табл. 1).

Для модернизированного узла экономия тепла и экономический эффект составили соответственно 743 ГДж/мес и 943 тыс. р./год.

1. Состав жидкой фазы потоков на выходе из аппарата

Наименование аппарата

Состав жидкой фазы

Компоненты смеси

Анилин

Метанол

Вода

ММА

Подогреватель АМС

ПК

W

61,61

2,40

3,56

70,42

G

3,21

0,95

1,07

98,77

АМС

W

70,65

4,64

5,34

78,85

G

92,38

3,11

0,03

5,51

Пусковой подогреватель АМС

АМС*

W

31,64

0,19

0,82

38,63

G

41,37

0,13

0,005

2,70

АМС**

W

12,36

0,01

0,18

15,51

G

16,16

0,007

0,001

1,08

Конденсатор ПК

ПК

W

97,30

48,80

29,10

98,90

G

1,94

18,80

8,40

41,02

W - доля жидкой фазы от общего количества компонента, мас. %; G - количество жидкой фазы компонента, г/с; * - при пуске ТС; ** - при совместной работе подогревателей АМС.

Задача II. Использование теплоты конденсата греющего пара (КГП) из подогревателя куба колонны для подогрева исходных смесей, поступающих на разделение в ректификационные колонны (рис. 4).

Расчетные поля температур теплоносителей по длине подогревателей представлены на рис. 5, покомпонентный состав многокомпонентных смесей на выходе из аппаратов приведен в табл. 2.

В результате реализации предложенных мероприятий экономия тепла на стадиях ректификации ВМС и ММА-сырца, соот-ветственно, составила 205,44 ГДж/мес и 74,23 ГДж/мес, а общий экономический эффект - 331,2 тыс. р./год.

Рассмотрен вариант утилизации вторичного тепла, отводимого в дефлегматорах ректификационных колонн, путем использования теплового насоса. При текущем соотношении тарифов на ГП и электроэнергию стоимость утилизируемого тепла составила 146 р./ГДж, тогда как стоимость тепла, получаемого от ГП - 100 р./ГДж, что указывает на нецелесообразность использования такого варианта.

С использованием разработанной методики выполнен тепловой расчет теплообменного оборудования, устанавливаемого на новой линии производства ММА мощностью 1800 л/ч в цехе № 6 ОАО «Пигмент» (г. Тамбов).

Результаты расчетов представлены в табл. 3.

2. Состав жидкой фазы на выходе из аппарата

Наименование аппарата

Компоненты смеси

Анилин

Метанол

Вода

ММА

Подогреватель ВМС

81,51/2,15*

10,40/14,14

8,99/15,81

88,08/13,66

Подогреватель ММА-сырца

48,48/12,26

0,88/0,05

1,97/0,37

57,16/234,54

* Числитель - доля жидкой фазы от общего количества компонента, %; знаменатель - количество жидкой фазы компонента, г/с.

3. Результаты расчета теплообменных аппаратов

Аппарат

Параметр

Подогреватель АМС

Пусковой подогреватель АМС

Испаритель АМС

Конденсатор ПК

Температура на выходе в трубном / межтрубном пространстве, С

62,7/108,8

116,7 (130,7)1

/170

242/285

36,7/30,2

Состав жидкой фазы на выходе из аппарата2

Анилин

86,92 (38,11)3 / 255,74 (4,47)

29,262 (16,395)4 / 86,180 (48,236)

-

97,3 / 7,13

ММА

92,22 (45,94) / 14,51 (145,01)

35,919 (20,511) / 5,649 (3,226)

-

98,9 / 166,01

Метанол

16,12 (0,36) /

24,32 (0,32)

0,144 (0,023) / 0,217 (0,035)

-

48,9 / 43,20

Вода

12,15 (1,18) /

0,17 (0,80)

0,715 (0,270) / 0,010 (0,004)

-

29,2 / 19,40

1 116,7 С - в режиме пуска ТС, 130,7 С - рабочем режиме;

2 Числитель - доля жидкой фазы от общего количества компонента, %; знаменатель - количество жидкой фазы компонента, г/с;

3 В скобках указан состав жидкой фазы в межтрубном пространстве;

4 В скобках указан состав жидкой фазы в рабочем режиме ТС.

Проведен ряд сравнительных расчетов конденсатора ПК с целью исследования возможностей снижения выбросов в атмосферу паров метанола.

Обоснованием адекватности разработанных математических моделей служит использование аналитических решений, отрабатывающих фундаментальные законы сохранения, лежащие в основе дифференциальных уравнений теплопроводности.

Четвертая глава посвящена решению задачи оптимизации конструкции кожухотрубчатого контактного аппарата синтеза ММА, сформулированной с учетом особенностей процессов контактирования и регенерации катализатора.

Постановка задачи. для заданной производительности Q найти такие значения конструктивных характеристик кожухотрубчатого контактного аппарата синтеза ММА (внутренний диаметр D корпуса аппарата; внутренний диаметр d трубок трубного пучка; количество трубок n; длина l слоя катализатора), которые обеспечивают минимальную металлоемкость M рабочей части аппарата, определяющую его себестоимость:

(2)

и выполняются связи (уравнения математической модели температурных полей рабочей области аппарата) и ограничения на температурные напряжения, падение напора, допустимую температуру катализатора и время контактирования:

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Математическая модель температурного поля рабочей области контактного аппарата включает задачи 3 и 5, глава 2.

Допущения: в процессе регенерации катализатора скорость химических реакций лимитируется расходом воздуха; температуры гранул катализатора и омывающего их потока равны.

Задача 5 стационарной теплопроводности для конечного цилиндра имеет вид:

(8)

; (9)

; (10)

, (11)

где . (12)

Здесь t, tт - температурное поле потока и стенки трубки, соответственно, С; - коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубки, Вт/(м2 · K); t0 - начальная температура газа, С.

Сравнительный анализ результатов расчета при внутреннем диаметре трубок 0,0506, 0,0322 и 0,021 м показал, что максимальный перепад температур по радиусу трубки составляет, соответственно, 27, 19, 12, 55 и 3,96 С.

Решение оптимизационной задачи выполнялось путем вычисления и сравнения значений целевой функции на сетке значений независимых переменных для условий, представленных в табл. 4, с учетом ограничений (3) - (6).

4. Условия расчета

Наименование параметра

Значение

1.

Диаметр зерна катализатора dz, м

0,005

2.

Длина зерна катализатора lz, м

0,01

Процесс синтеза

3.

Массовый расход парогазовой смеси m1, кг/с

0,5099

4.

Начальная температура парогазовой смеси t10, C

225

5.

Начальная температура в бане t20, C

215

6.

Общий тепловой эффект реакции при синтезе ММА, Вт

14 000

Процесс регенерации

7.

Массовый расход паровоздушной смеси m1, кг/с

0,39

8.

Начальная температура паровоздушной смеси t10, C

106

9.

Начальная температура в бане t20, C

270

10.

Тепловой эффект реакции при регенерации катализатора, Дж/моль

435 000

Изменение температуры ПГС по длине реакционной зоны контактного аппарата в процессе синтеза ММА и температуры паровоздушной смеси при регенерации катализатора представлены на рис. 6.

При поиске оптимальных характеристик контактного аппарата синтеза ММА использовалась разработанная автором программа выбора оптимального (по количественному критерию) расположения труб в трубном пучке.

Результаты решения задачи оптимизации представлены в табл. 5.

5. Оптимальные характеристики контактного аппарата

Наименование характеристики

Значение

1.

Масса рабочей части M, кг

17 470

2.

Состав смеси для регенерации катализатора, воздух : пар

37 : 63

3.

Внутренний диаметр кожуха D, м

3,0

4.

Внутренний диаметр трубки трубного пучка d, м

0,0506

5.

Количество трубок трубного пучка n, шт.

1615

6.

Длина слоя катализатора l, м

1,95

Пятая глава посвящена совершенствованию РТ ИДА на базе математического моделирования его температурных полей.

Рассматриваемая конструкция РТ представляет собой тонкую алюминиевую гофрированную ленту, компактно уложенную в виде спирали в пластмассовом цилиндрическом кожухе.

Математическая модель включает задачи 4 и 6, глава 2.

Допущения: температура потока по сечению канала не меняется; поток несжимаемый; канал имеет постоянное сечение; теплофизические характеристики среды внутри малой пространственно-временной области остаются постоянными.

Задача 6 нестационарной теплопроводности для тонкой пластины (без учета изменения температуры по толщине) имеет следующий вид:

(13)

где (14)

(15)

(16)

Здесь t, tp - температура ленты и потока, соответственно, °С.

Для определения диапазона изменения коэффициентов теплоотдачи при движении газовоздушного потока в узких каналах, образованных свернутой в спираль двойной гофрированной алюминиевой лентой, проведены экспериментальные исследования. Схемы исследуемого образца и экспериментальной установки приведены на рис. 7, 8.

Рис. 7. Схема исследуемого образца: 1 - 4 - контрольные точки; 5 - пластмассовая трубка; 6 - алюминиевая насадка; 7 - термопары; 8 - тканевый элемент; 9 - скобы

Рис. 8. Схема экспериментальной установки: 1 - нагревательная камера; 2 - нагревательные элементы; 3 - контрольно-измерительный стенд; 4 - исследуемый образец; 5 - регулирующий вентиль; 6 - осушитель воздуха; 7 - ротаметр; 8 - термопары; 9 - модуль аналогового ввода данных; 10 - персональная ЭВМ

Приводится методика проведения экспериментальных исследований и обработки результатов испытаний насадки РТ.

На основе измеренных значений температур воздушного потока (рис. 9) определен диапазон изменения коэффициентов теплоотдачи в РТ, который составил 4 - 15 Вт/(м2 К) для серии экспериментов.

На рис. 10, а представлено расчетное нестационарное поле температур потока газовоздушной смеси, на рис. 10, б - расчетное нестационарное температурное поле гофрированной ленты РТ.

Анализ температурных полей позволяет определить количество циклов дыхания, необходимых для выхода системы на стабилизированный циклический режим работы. Исходные данные для расчета: длина зоны теплообмена L = 0,025 м; толщина алюминиевой ленты R = 0,00005 м; начальная температура ленты t0 = 20,0 °C; начальная температура воздуха tc1 = 100,0 °C; начальная температура выдоха tc2 = 37,0 °C.

Расчеты проводились при условии обеспечения одинакового гидравлического сопротивления для различных значений массы конструкционного элемента РТ.

Результаты расчетов при различных значениях массы алюминиевой ленты представлены в табл. 6. Увеличение массы алюминиевой ленты при сохранении гидравлического сопротивления теплообменника обеспечивает снижение температуры вдыхаемой смеси, что повышает комфортность при дыхании человека в экстремальных условиях.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана методика математического моделирования процессов теплообмена в многокомпонентной парожидкостной смеси при наличии фазовых переходов, позволяющая выполнять тепловые расчеты рекуперативных аппаратов.

2. Усовершенствовано аппаратурно-технологическое оформление производства ММА в ОАО «Пигмент» (г. Тамбов) по критерию энергосбережения. Достигнута экономия тепла 1023 ГДж в месяц (1274 тыс. р. в год в ценах 2006 года).

3. Разработана математическая модель температурного поля паро-газового потока в насыпном слое катализатора при наличии химических превращений, описывающая процессы синтеза ММА и регенерации катализатора в кожухотрубчатом контактном аппарате.

4. Определены оптимальные (по критерию удельной металлоемкости) конструктивные характеристики контактного аппарата синтеза ММА на рабочую нагрузку 1800 л/ч.

5. Предложен вариант аппаратурного оформления процесса парциальной конденсации многокомпонентной паровой смеси в присутствии неконденсирующихся газов, позволяющий снизить потери метанола на 1,2 кг/ч и повысить уровень экологической безопасности производства.

6. Разработана экспериментальная установка для исследования процесса теплообмена при движении газовоздушного потока в узких каналах секций РТ. Определен диапазон изменения коэффициентов теплоотдачи - 4…15 Вт/(м2К).

7. Разработана математическая модель нестационарных процессов теплообмена в регенеративном теплообменнике индивидуальных дыхательных аппаратов. Определены конструктивные характеристики РТ ИДА, обеспечивающие снижение температуры вдыхаемой воздушной смеси на 13 °С по сравнению с базовым вариантом при сохранении сопротивления дыханию, объема вдыхаемой смеси и частоты дыхания, что повышает комфортность дыхания человека в экстремальных условиях.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

x - продольная координата, м; r - радиальная координата, м; z - пространственная координата по направлению воздушного потока, м; R0 - внутренний радиус трубки, м; R - толщина пластины, м; L - длина пластины, м; l - длина трубы, м; л - теплопроводность, Вт/(м · K); б - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К); a - температуропроводность, м2/c; с - теплоемкость, Дж/(кг К); ? - плотность, кг/м3; G - массовый расход газа, кг/с; - омываемый периметр стенки трубки, м; - удельный тепловой эффект химических реакций, Вт/м2; ф - время, с; w - скорость, м/с; tк, tg - температура стенки корпуса и газового потока, соответственно, С.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Филатова, Е.Ю. К вопросу о математическом моделировании теплообменных процессов / Е.Ю. Филатова // Прогрессивные технологии развития : сб. науч. статей. - Тамбов : БМА, 2004. - С. 81 - 83.

2. Филатова, Е.Ю. Применение метода конечных интегральных преобразований для решения задач теплопроводности / Е.Ю. Филатова // Сб. статей магистрантов ТГТУ по материалам науч. конф. - Тамбов : ТОГУП «Тамбовполиграфиздат», 2005. - Вып. 1. - Ч. 1. - С. 76 - 80.

3. Филатова, Е.Ю. Математическая модель температурных полей теплообменника дыхательного аппарата / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование : сб. трудов XI науч. конф. ТГТУ / ТГТУ. - Тамбов, 2006. - Ч. I. - С. 147 - 152.

4. Выбор рациональной конструкции регенеративного теплообменника для использования в системе автоматизированного проектирования индивидуальных дыхательных аппаратов / С.В. Гудков, Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков, С.Ю. Алексеев, А.В. Романенко // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. - 2006. - № 2 (4). - С. 69 - 76.

5. Филатова, Е.Ю. Расчет теплообменника для парциальной конденсации многокомпонентной паровой смеси / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков, О.В. Ведищева // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. - Тамбов, 2006. - Т. 11, вып. 3. - С. 310 - 313.

6. Филатова, Е.Ю. Экспериментальное исследование регенеративного теплообменника индивидуальных дыхательных аппаратов / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков, С.Ю. Алексеев // Сб. статей магистрантов. - Тамбов : Тамбовполиграфиздат, 2007. - Вып. 10. - С. 114 - 118.

7. Филатова, Е.Ю. Энерго- и ресурсосбережение в узле контактирования при производстве монометиланилина / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков // Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством : материалы шестой междунар. теплофизической школы / ТГТУ. - Тамбов, 2007. - Ч. II. - С. 167 - 170.

8. Филатова, Е.Ю. Энергосбережение на стадии ректификации в производстве монометиланилина / Е.Ю. Филатова, А.Г. Ткачев // Глобальный научный потенциал : сб. материалов третьей междунар. науч.-практ. конф. - Тамбов : ТАМБОВПРИНТ, 2007. - С. 163 - 165.

9. Филатова, Е.Ю. Тепловой расчет теплообменного оборудования технологической схемы производства монометиланилина / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков // Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте2007 : сб. науч. трудов междунар. науч.-практ. конф. Т. 3 : Технические науки. - Одесса : Черноморье, 2007. - С. 63 - 66.

10. Туголуков, Е.Н. Методология математического моделирования температурных полей оборудования химических производств / Е.Н. Туголуков, Е.Ю. Филатова // Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием : сб. трудов междунар. конф. - Иваново : ИГХТУ, 2007. - Т. 1. - С. 208 - 218.

11. Филатова, Е.Ю. Проблемы энергосбережения в производстве монометиланилина / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков // Инновационный менеджмент в сфере высоких технологий : сб. науч. трудов Всероссийской школы-семинара / ТГТУ. - Тамбов, 2008. - С. 286 - 288.

12. Филатова, Е.Ю. Разработка энерго- и ресурсосберегающих технологий в процессе производства монометиланилина / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков // Инновационный менеджмент в сфере высоких технологий : сб. науч. трудов Всероссийской школы-семинара / ТГТУ. - Тамбов, 2008. - С. 90 - 93.

13. Филатова, Е.Ю. Математическая модель и оптимизация конструкции контактного аппарата синтеза монометиланилина / Е.Ю. Филатова, Е.Н. Туголуков // Качество науки - качество жизни : сб. материалов 4-й междунар. науч.-практ. конф. - Тамбов : ТАМБОВПРИНТ, 2008. - С. 281 - 283.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Химико-технологическая система как совокупность процессов и аппаратов, объединенных в единый производственный комплекс. Основы математического моделирования, принципы построения модели, взаимосвязь элементов подсистем и выбор критериев оптимизации.

    реферат [1,5 M], добавлен 07.08.2009

  • Ознакомление с конструкцией теплообменных аппаратов нефтепромышленности; типы и конструктивное исполнение кожухотрубчатых установок. Описание технологического и механического расчета оборудования. Выбор конструкционных материалов и фланцевого соединения.

    дипломная работа [3,3 M], добавлен 17.04.2014

  • Расчёт цилиндрических обечаек согласно ГОСТ 14249-89. Расчет горизонтальных аппаратов с различными видами днищ. Оценка требуемых свойст и размеров опор для вертикальных аппаратов. Конструирование фланцевого соединения. Определение размеров отверстий.

    курсовая работа [5,3 M], добавлен 17.09.2012

  • Разработка методики расчета работы аппаратов воздушного охлаждения на компрессорных станциях в рамках разработки ПО "Нагнетатель" для оптимизации стационарных режимов транспорта природного газа. Сравнение расчетных температур потока газа на выходе АВО.

    курсовая работа [623,5 K], добавлен 27.03.2012

  • Общие сведения о термопреобразователях. Выбор датчика температуры по исходным данным; анализ и расчет погрешностей устройства. Характеристика современных измерительных приборов - аналоговых и цифровых милливольтметров, микропроцессоровых аппаратов.

    курсовая работа [440,8 K], добавлен 08.03.2012

  • Влияние формы сепаратора на его конструкцию. Типовые процессы изготовления аппаратов для химических производств. Теоретические основы технологии и конструкции аппаратов. Сепарация многофазных многокомпонентных систем. Свойства нефти, газов и жидкостей.

    курсовая работа [303,9 K], добавлен 04.04.2016

  • Физические основы процесса получения неразъемного соединения конструкции "Резервуар вертикальный цилиндрический стальной для хранения нефти и нефтепродуктов", а также оценка его свариваемости. Расчет температурных полей от движущихся источников тепла.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 16.12.2012

  • Построение двумерной расчетной геометрической модели отливки и литейной формы, генерация конечноэлементной сетки. Моделирование температурно-фазовых полей в отливке и температурных полей в литейной форме. Расчет микро- и макропористости в отливке.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.06.2015

  • Конструктивное оформление конвективных рекуператоров. Факторы, влияющие на их прочность и долговечность. Способы компенсации температурных расширений рекуператорных труб. Расчет количества тепла, коэффициента теплопередачи и длины труб в теплообменнике.

    курсовая работа [104,1 K], добавлен 21.01.2014

  • Изучение процесса получения неразъемного соединения конструкции прокладки форсунки с помощью точечной контактной сварки. Обоснование выбора материала изделия. Оценка свариваемости материала. Расчет температурных полей от движущихся источников тепла.

    курсовая работа [325,6 K], добавлен 25.04.2015

  • Определение физических объемов электромонтажных работ, подбор монтажных машин, механизмов, аппаратов, инструментов и приспособлений. Характеристика монтажа комплектной трансформаторной подстанции, распределительных устройств и коммутационных аппаратов.

    курсовая работа [670,7 K], добавлен 26.12.2011

  • Исследование ассортимента гречневой крупы. Общая классификация процессов и аппаратов пищевых и химических производств. Технология производства и выработки гречневой крупы. Характеристика оборудования на примере комплексного цеха по переработке гречихи.

    курсовая работа [129,9 K], добавлен 17.11.2014

  • Описание принципа работы, составления последовательности технологических операций технического обслуживания и ремонта автоматических аппаратов защиты. Классификация электрических аппаратов. Способы амортизации основных средств на современном предприятии.

    курсовая работа [674,4 K], добавлен 10.06.2019

  • Ассортимент продукции, поставщики сырья и рынок сбыта продукции. Анализ современных технологий производства мороженого. Характеристики современных конструкций машин и аппаратов. Подготовка основного сырья. Продуктовый расчет. Подбор оборудования.

    дипломная работа [648,8 K], добавлен 27.10.2013

  • Существование функциональной взаимосвязи аппаратов в химическом производстве. Химико-технологическая система-совокупность аппаратов, взаимосвязанных технологическими потоками и действующими как одно целое. Системы уравнений технологических связей ХТС.

    курсовая работа [25,9 K], добавлен 16.10.2008

  • Применение теплообменных аппаратов типа "труба в трубе" и кожухотрубчатых для нагрева уксусной кислоты и охлаждения насыщенного водяного пара. Обеспечение должного теплообмена и достижения более высоких тепловых нагрузок на единицу массы аппарата.

    курсовая работа [462,6 K], добавлен 06.11.2012

  • Классификация теплообменных аппаратов и теплоносителей. Конструкции трубчатых, пластинчатых и спиральных аппаратов поверхностного типа. Определение поверхности нагрева, длины и количества секций прямоточного водяного обогревателя горячего водоснабжения.

    курсовая работа [961,6 K], добавлен 23.04.2010

  • Сущность и особенности протекания процесса кристаллизации расплавов в соответствии с диаграммой состояния. Описание ряда аппаратов-кристаллизаторов. Конструктивные особенности и принцип действия аппаратов ленточного, вальцевого, скребкового типа.

    реферат [348,4 K], добавлен 24.12.2013

  • Сравнительная характеристика выпарных теплообменных аппаратов, физико-химическая характеристика процесса. Эксплуатация выпарных аппаратов и материалы, применяемые для изготовления теплообменников. Тепловой расчет, уравнение теплового баланса аппарата.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 03.10.2010

  • Составление материального и теплового балансов. Расход теплоносителей и электроэнергии. Типы производственных процессов. Определение размеров и количества аппаратов периодического и непрерывного действия. Характеристика вспомогательного оборудования.

    методичка [1,6 M], добавлен 15.12.2011

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.