Ресурсоощадні теплогідродинамічні процеси термостабілізації систем біоконверсії - Автореферат

Український державний університет харчових технологійАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук Науковий керівник доктор технічних наук, професор Ткаченко Станіслав Йосипович, Вінницький державний технічний університет, завідувач кафедри теплоенергетики Офіційні опоненти доктор технічних наук, професор Кулінченко Віталій Романович, Український державний університет харчових технологій, професор кафедри “Процесів і апаратів харчових виробництв та технології консервування” кандидат технічних наук, доцент Пуховий Іван Іванович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, доцент кафедри теоретичної і промислової теплотехніки Захист відбудеться “27 “березня 2002 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 26.058.05. при Українському державному університеті харчових технологій за адресою: 01033, м.Дисертаційна робота виконана у відповідності до держбюджетної теми № 82 Д-219 “Синтез методів моделювання складної біотехнологічної системи, що самоорганізується, з метою зменшення впливів керування” (№ держ. реєстр. Для реалізації цієї мети автор розвязує наступні задачі : Аналіз існуючих підсистем енергозабезпечення БГУ та відповідного устаткування. Дослідження теплообміну здійснювалося методами фізичного експерименту, обробка результатів - методами прикладної статистики, дослідження роботи підсистем за допомогою числових експериментів. Вперше виявлено та встановлено закономірності впливу нерівномірності підведення газу на тепловіддачу від твердої стінки до локального нерівномірного газорідинного середовища. Створені в процесі досліджень фізичні моделі використовуються в лабораторних роботах “Дослідження вільноконвективної тепловіддачі до обєму рідини за наявності теплообміну обєму з навколишнім середовищем”, “Дослідження теплообміну в умовах локального нерівномірного газорідинного середовища”, “Біогазова установка” для студентів спеціальності 7.090510 - теплоенергетика в рамках дисциплін “Тепломасообмін”, “Системи виробництва та розподілу енергоносіїв промислових підприємств”.Наведено нові наукові результати, показано значення роботи, результати її впровадження в наукову та промислову практику. Особливу увагу приділено підсистемам термостабілізації реактора, розглянуті різні методи та устаткування. Зроблено аналіз процесів теплообміну та гідродинаміки в елементах установки. Розглянуто методи та розрахункові залежності для визначення інтенсивності вільноконвективного теплообміну в обємі рідини та суспензії. Встановлено, що недостатність інформації про методи визначення інтенсивності теплообміну в умовах, які відповідають теплообміну в реакторі БГУ, не дає змоги підтримувати ресурсо-та енергоощадні режими роботи теплотехнологічного устаткування.Термопарами вимірюється температура в різних місцях стінки елементу та в різних місцях обєму рідини. За визначальний розмір в процесі досліджень вільноконвективного теплообміну та теплообміну за умови природної циркуляції середовища в каналі, прийнято зовнішній діаметр ТВЕ. Врахування останнього повязано з тим, що за умови встановлення теплообмінної поверхні біля зовнішньої стінки реактора БГУ на тепловіддачу від нагрівника до субстрату впливає конвекція, викликана потоком втрат теплоти через зовнішні стінки в навколишнє середовище. Для оцінки впливу теплообміну рідини з навколишнім середовищем через огороджувальні стінки на вільноконвективну тепловіддачу від нагрівного елементу до середовища проведено порівняння результатів експерименту із відомою розрахунковою залежністю П.Н. Результати дослідження вільноконвективної тепловіддачі до водного середовища та суспензії в діапазоні параметрів q = 0,5…17 КВТ/м2 , тс = 23…43 0С показали, що коефіцієнти тепловіддачі до суспензії з С = 3,5 % відрізняються не більше ніж на 12 %, а до суспензії з С = 8 % - не більше ніж на 20 % від коефіцієнтів тепловіддачі до водного середовища.Побудова математичних моделей підсистем енергозабезпечення БГУ та термостабілізації реактора виявила недостатність інформації для розрахунку теплообміну в елементах систем біоконверсії і зумовила проведення відповідних досліджень. В процесі аналізу результатів досліджень: встановлено закономірності впливу теплообміну рідини з навколишнім середовищем через огороджувальні стінки на інтенсифікацію вільноконвективної тепловіддачі від твердої теплообмінної поверхні до обєму рідини; виявлено та проаналізовано вплив 6 методів організації конвекції на тепловіддачу від твердої стінки до одно-, дво-і трифазного середовища; встановлено, що інтенсивність тепловіддачі від твердої стінки до локального нерівномірного газорідинного середовища визначається кількістю та мірою нерівномірності підведення газової фази в обєм середовища, причому інтенсивність тепловіддачі збільшується із збільшенням подачі газу і зменшенням нерівномірності його підведення.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ