Удосконалення робочих характеристик повітряних конденсаторів аміаку за наявності неконденсованих газів (151627)

Посмотреть архив целиком

ОДЕСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ХОЛОДУ




Андрусенко Андрій Миколайович


УДК 621.565




удосконалення робочих характеристик повітряних конденсаторів аміаку за наявності неконденсованих газів



Спеціальність 05.05.14

Холодильна, вакуумна та компресорна техніка, системи кондиціювання




Автореферат

Дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук





Одеса – 2008


Дисертація є рукописом.

Робота виконана на кафедрі холодильних установок Одеської державної академії холоду Міністерства освіти і науки України.


Науковий керівник: кандидат технічних наук, доцент

Мнацаканов Георгій Костянтинович, доцент кафедри холодильних установок Одеської державної академії холоду Міністерства освіти і науки України.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Живиця Володимир Іванович, професор кафедри електротехніки та електронних пристроїв Одеської державної академії холоду Міністерства освіти і науки України;

доктор технічних наук, професор

Радченко Микола Іванович, професор кафедри кондиціонування і рефрежерації Національного університету кораблебудування імені адмірала Макарова Міністерства освіти і науки України.


Захист дисертації відбудеться «____»___________ 2008 р., о_____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.41.087.01 при Одеській державній академії холоду Міністерства освіти і науки України за адресою: вул. Дворянська, 1/3, Одеса, Україна, 65082.


З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Одеської державної академії холоду за адресою 650082, м. Одеса, вул. Дворянська, 1/3.

Автореферат розісланий _____________ 2008г.


Вчений секретар

спеціалізованої ради Д.41.087.01.

Доктор технічних наук, професор Мілованов в.І.


ЗАГАЛЬНА характеристика роботи


Актуальність дослідження. Аміак і сьогодні залишається основним холодоагентом промислових холодильних установок і важливим продуктом хімічної технології. Тому зниження енерговитрат на вироблення холоду, підвищення екологічної і експлуатаційної безпеки аміачних холодильних установок є однією з актуальних проблем в технологіях великомасштабного виробництва, зберігання і використання аміаку, а вдосконалення роботи систем відведення теплоти конденсації – одним з напрямів її рішення.

Більше 50% перевитрати енергії при експлуатації аміачного холодильного устаткування пов'язано з додатковими енергетичними витратами в холодильному циклі, обумовленими підвищеними температурами конденсації, з них 25% енергетичних втрат викликано наявністю неконденсованих газів (НКГ). Проте експлуатація крупних промислових холодильних установок, обладнаних потужними системами відведення теплоти конденсації, практично неможлива без надходження НКГ.

Аміачні конденсатори з використанням екологічно безпечного повітря, як охолоджувальної середи, запаси якого в природі до того ж необмежені, знаходять широке застосування в холодильних установках хімічної, нафтової, харчової і інших галузей промисловості. Тому удосконалення робочих процесів крупних повітряних конденсаторних комплексів є однією з пріоритетних задач розвитку промислових аміачних холодильних установок. Дослідження роботи таких комплексів в широкому діапазоні режимних параметрів за наявності НКГ не проводилися, а існуючі системи відведення НКГ не забезпечують їх енергетично ефективну і екологічно безпечну експлуатацію з мінімальними викидами аміаку. Створення ж конденсаторних комплексів з надійними системами відведення НКГ стримується відсутністю даних по впливу НКГ на теплообмін при конденсації аміаку в горизонтальнотрубних повітряних конденсаторах і особливостями експлуатації аміачних конденсаторних комплексів в цілому, обумовлених наявністю НКГ, без чого неможлива раціональна організація їх робочих процесів. Це зумовило необхідність рішення науково-прикладної задачі удосконалення робочих процесів конденсаторних комплексів, що забезпечують інтенсивний теплообмін, надійне відведення неконденсованих газів, а також енергетично ефективну і екологічно безпечну експлуатацію крупних промислових аміачних холодильних установок.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до Закону України «Про енергозбереження» від 1.07.1994 г.; Ухвал Кабінету Міністрів України №148 від 5.02.1997 р. «Про комплексну державну програму енергозбереження Україні» №583 від 14.04.1999 р. «Про Міжвідомчу комісію із забезпечення виконання Рамкової Конвенції ООН про зміну клімату»; №206 від 22 лютий 2006 р. «Про затвердження Порядку розгляду, схвалення та реалізації проектів, спрямованих на зменшення обсягу антропогенних викидів або збільшення абсорбції парникових газів згідно з Кіотським протоколом до Рамкової конвенції ООН про зміну клімату».

Метою наукового дослідження є підвищення енергетичної ефективності і екологічної безпеки експлуатації конденсаторних комплексів промислових аміачних холодильних установок, які відзначаються надходженням великої кількості неконденсованих газів, шляхом раціонального управління потоками парогазової суміші, що забезпечує інтенсивний теплообмін і ефективне видалення неконденсованих газів з мінімальними втратами аміаку.

Основні завдання наукового дослідження:

отримати експериментальні дані щодо впливу неконденсованих газів на ефективність роботи конденсаторних комплексів промислових аміачних холодильних установок;

встановити закономірності і особливості процесів конденсації аміаку в горизонтальнотрубних повітряних конденсаторах за наявності неконденсованих газів;

виявити закономірності впливу великих концентрацій неконденсованих газів на режимні параметри повітряних конденсаторів аміаку;

розробити математичну модель конденсації аміаку усередині горизонтальних труб за наявності неконденсованих газів;

створити методичну базу проектування конденсаторних систем і апаратів з урахуванням впливу неконденсованих газів на процеси конденсації;

розробити принципи раціональної організації робочих процесів аміачних конденсаторних комплексів і схемно-конструктивні вирішення систем ефективного видалення неконденсованих газів, які ці принципи реалізують.

Об'єктом дослідження є повітряні горизонтальнотрубні конденсаторні комплекси промислових аміачних холодильних установок.

Предметом досліджень є процеси теплообміну при конденсації аміаку із парогазових сумішей в горизонтальнотрубних повітряних конденсаторах з відведенням неконденсованих газів.

Методи дослідження: метод термодинамічного аналізу холодильних циклів аміачних установок, метод кінцевих елементів і теорія подібності при розрахунку тепловіддачі аміаку, що конденсується, експериментальні дослідження і обробка дослідних даних проводилися з використанням сучасної вимірювальної апаратури (термометрів опору типа Ni-120 R5H-RTD (Sandelius) з температурними перетворювачами (DEVAR), інтелектуального п'єзорезистивного вимірювального перетворювача тиску (Honeywell Smart Pressure Transmitter STG-94), тепловізора «Therma CAM P60» (FLIR Systems), автоматичної системи управління технологічним процесом (АСУТП) на базі мікропроцесорних контролерів Honeywell та ССС (Compressor Control Corporation) і створеного автором на його основі програмного регулювальника, яким по температурі і тиску визначали концентрацію НКГ в лінійному ресивері), вимір концентрації НКГ також здійснювався методом, заснованим на необмеженій розчинності аміаку у воді.

Наукове положення, яке виноситься до захисту:

Відхилення від ізотермічності процесу конденсації аміаку із парогазової суміші в горизонтальнотрубних повітряних конденсаторах промислових холодильних установок дозволяє прогнозувати критичні значення концентрації неконденсованого компоненту суміші, при яких відбувається зниження щільності теплового потоку, і своєчасно здійснювати необхідне управління потоками парогазової суміші, що забезпечує максимальне зниження частки неконденсованих газів в системі відведення теплоти конденсації.

Наукові результати і їх новизна:

  1. Вперше отримані експериментальні дані характеристик процесів конденсації пари аміаку за наявності неконденсованих газів усередині горизонтальних труб крупних повітряних конденсаторів промислових холодильних установок, взаємного впливу потоків рідини і парогазової суміші, локалізації найбільших концентрацій неконденсованих газів.

  2. Вперше виявлено зменшення щільності теплового потоку при конденсації аміаку в горизонтальних трубах унаслідок зменшення парціального тиску аміаку по довжині труб і відповідного зменшення температури конденсації, обумовлених наявністю неконденсованих газів.

  3. Доведено, що вплив неконденсованих газів на режимні параметри конденсаторних комплексів якнайповніше враховується запропонованим автором параметром відносної насиченості парогазової суміші, який залежить від спільного тиску в конденсаторах і температури охолоджувального повітря.

  4. Вперше розроблена математична модель процесу конденсації аміаку в горизонтальних трубах за наявності неконденсованих газів з урахуванням градієнта концентрацій компонентів парогазової суміші по довжині труб і зміни температури конденсації.

  5. На підставі встановлених закономірностей і отриманих експериментальних даних по режимних параметрах повітряних горизонтальнотрубних конденсаторів розроблені методичні рекомендації за визначенням критичної довжини труб, при якої вплив неконденсованих газів на конденсацію холодоагенту є мінімальним, що дозволяють проектувати вдосконалені конденсаторні комплекси.


Случайные файлы

Файл
163185.rtf
3701.rtf
136653.rtf
123278.rtf
11368-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.