Теплообмін в парорідинних течіях теплообмінних апаратів харчових виробництв - Автореферат

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукОфіційні опоненти: доктор технічних наук Басок Борис Іванович, Інститут технічної теплофізики НАН України, заступник директора з наукової роботи доктор технічних наук, професор Ткаченко Станіслав Йосипович, Вінницький національний технічний університет, завідувач кафедри теплоенергетики, декан факультету теплоенергетики та газопостачання доктор технічних наук, професор Кулінченко Віталій Романович, Національний університет харчових технологій, професор кафедри процесів і апаратів та технології консервування Захист відбудеться 21 січня 2004 р. о 14.00 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.02 Національного університету харчових технологій, аудиторія А-311, за адресою: 01033, м. Розроблені нові методики розрахунку теплообміну та гідродинаміки цих течій, в основу яких покладені напівемпіричні математичні моделі, що базуються на вперше запропонованому принципі чергованості механізмів перенесення імпульсу та енергії в плівках та вільних плоских струменях рідини. Одержані емпіричні залежності для розрахунку теплообміну в низхідних кільцевих парорідинних потоках, у поодиноких і плоских струменях води під час конденсації на їх поверхні пари, а також залежність для розрахунку теплообміну під час конденсації пари із суміші з газами, що не конденсуються, на поверхні поодиноких струменів. В диссертации представлены результаты комплексных теоретических и экспериментальных исследований теплогидродинамических характеристик нисходящего кольцевого парожидкостного потока с испарением и свободных струйных течений, образовавшихся при истечении жидкости из распределительных устройств щелевого типа, обтекаемых поперечным потоком конденсирующегося пара, в диапазоне изменения параметров, характерном для теплообменных аппаратов пищевых производств.Теплообмін в парорідинних двофазних течіях при кипінні, випаровуванні, конденсації, кристалізації являється робочим процесом широкого кола тепломасообмінних апаратів харчових виробництв. Однак, на сьогодні широке впровадження плівкових випарних апаратів та апаратів з безпосереднім контактом фаз в харчовій промисловості стримується рядом обєктивних чинників, до яких, в першу чергу, належить практична відсутність результатів досліджень процесів теплообміну в них в широкому діапазоні зміни характеристик теплоносіїв. Дослідження виконувались у відповідності з тематикою науково-дослідних робіт НУХТ, згідно: „Створити теоретичне, розрахункове та методичне забезпечення розробки та впровадження в харчову промисловість високоефективних теплообмінних апаратів з безпосереднім контактом фаз” (1998 - 2000 р.р., номер держреєстрації 01980000545, код ЄДРПОУ 02070938); Мета роботи - на основі комплексних теоретичних та експериментальних досліджень процесів теплообміну і гідродинаміки в кільцевих парорідинних потоках та вільних струменях рідини за поперечного потоку пари науково обгрунтувати та розробити методики розрахунку процесів теплообміну в цих парорідинних потоках та теплообмінних апаратах, в яких вони реалізуються. В результаті комплексного теоретичного та експериментального дослідження розроблені нові методи моделювання та розрахунку теплогідродинамічних режимів кільцевих низхідних парорідинних потоків та вільних струменів рідини, що витікають зі щілинних розподільних пристроїв за поперечного потоку пари, які базуються на нових уявленнях про механізми перенесення імпульсу та енергії в рідкій фазі, на нових підходах до описання динамічної взаємодії фаз.Обгрунтована актуальність теми, визначені основні задачі досліджень, наведені наукова новизна і практична цінність отриманих результатів.Наведено порівняльний аналіз існуючих методик математичного моделювання процесів перенесення імпульсу та енергії в плівкових та струменевих течіях. Показано, що більшість досліджень теплогідродинамічних характеристик плівкових течій присвячена вивченню процесів теплоперенесення під час ламінарно-хвильового та розвиненого турбулентного режимів течії рідини в плівках, дослідження ж режиму, перехідного від ламінарного до турбулентного, практично відсутні.Яблучний сік, що підлягав концентруванню, з певним, попередньо заданим вмістом сухих речовин, подавався з напірної місткості 1 через ротаметри 3 та парорідинний підігрівник 2, де нагрівався до температури кипіння, у вхідну камеру 4. Із вхідної камери сік методом переливання зрошував тонкою плівкою внутрішню поверхню дослідної труби 5, виготовленої з неіржавіючої сталі 10ХТ18НТ внутрішнім діаметром 28 мм та товщиною стінки 2 мм. Для стабілізації плівкової течії дослідній ділянці труби довжиною 3 м, вздовж якої відбувався теплообмін, передувала ізотермічна ділянка стабілізації течії плівки довжиною 100 мм. Конденсація нагрівної пари відбувалася на зовнішній поверхні дослідної труби, поділеної по довжині на шість рівних ділянок довжиною 500 мм кожна. Конденсат, що утворювався на ділянках під час дослідів, відводився у мірники 8, в яких вимірювалась його кількість.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ