Статті
Постійне посилання колекціїhttps://dspace.nuft.edu.ua/handle/123456789/7522
Переглянути
7 результатів
Результати пошуку
Документ Про доцільність рециркуляції сиропів в плівкових випарних апаратах(2021) Петренко, Валентин Петрович; Масліков, Михайло Олександрович; Бойко, Володимир Олександрович; Іващенко, Наталія ВікторівнаУ статті визначено робочі характеристики плівкових випарних апаратів за режимів рециркуляціїї розчинів в умовах дефіциту сиропів на хвостовій частині випарної установки цукрових заводів. Проаналізовано тенденції вдосконалення випарних установок на основі заміни випарних апаратів Роберта на плівкові в цукровій галузі. Виконано аналіз роботи плівкових випарних апаратів під час концентрування густих цукрових розчинів у режимах рециркуляції сиропу на основі співвідношень, отриманих у результаті математичного та фізичного моделювання тепло-гідродинамічних процесів, перебіг яких відбувається в низхідних кільцевих дво-фазних потоках розчинів під час пароутворення. Робочі модельні рідини — дисти-льована вода та цукрові розчини концентрацією до 72%; Діапазон досліджень: об’ємна щільності зрошення — 0,4…6,5∙10–4 м2/с; тиск — 0…0,08 МПа; роз-рідження — 0…0,084 МПа; температурний напір — 2…20°С; тепловий потік — до 60 кВт/м2; швидкість пари — 1…45 м/с; кінематична в’язкість — 0,28…30∙10–6 м2/с. Область витратних і режимних параметрів, в рамках якої коректне співвідношення для розрахунку тепло-гідродинамічних характеристик плівкових випарних апаратів, охоплює весь діапазон, характерний для роботи випарної установки цукрових заводів. Детально проаналізовано роботу останнього корпусу пʼятикорпусної випар-ної установки, який експлуатується в найбільш несприятливих, з точки зору параметрів функціонування, умовах. Результати розрахунків надані графічно у вигляді залежностей зміни теплового потоку, інтенсивності тепловіддачі, концентрації по довжині випаровувального каналу плівкового випарного апарата від кратності рециркуляції для конкретного типу випарного апарата заводу потужністю перероблення сировини 7000 тонн/добу.Документ Тепловіддача при випаровувальному концентруванні розчинів у вертикальних низхідних кільцевих потоках(2018) Петренко, Валентин Петрович; Прядко, Микола Олексійович; Рябчук, Олександр Миколайович; Глоба, Олександр ВікторовичУ статті наведено результати моделювання теплообміну в догрітих до температури насичення плівках розчинів, що рухаються по вертикальній поверхні труб як у режимі випаровування з міжфазної поверхні, так і поверхневого кипіння, як в умовах вільного стікання, так і за наявності швидкісного парового ядра в діапазоні зміни режимних параметрів, характерних для роботи випарних установок цукрових заводів та ВУ з концентрування фруктових соків. Фізичне моделювання виконано на експериментальному стенді з незалежним формуванням в кип’ятильному каналі витрат фаз і теплового потоку, а також на установках, що моделюють реальні умови концентрування розчинів у плівкових випарних апаратах. Як модельні рідини використані: вода, цукрові розчини, концентрацією до 72%, яблучний сік, концентрацією до 70%. Об’ємна щільність зрошення змінювалась від 0,05 10-3 до 0,6 10-3 м2/с, швидкість пари — до 40 м/с, розрідження — до 0,85 бар, тепловий потік — до 60 кВт/м2. Геометрія експериментальних каналів охоплює діапазон довжин від 1,8 до 9 м, діаметрів — від 20 до 32 мм. Аналіз отриманих даних, а також даних інших авторів дав змогу виявити вплив на тепловіддачу до плівок і режимних параметрів, і геометричних характеристик труб, а також сформулювати умови переходу до поверхневого кипіння. Критерієм переходу до поверхневого кипіння на теплообмінній поверхні з певним розміром мікротріщин в умовах гравітаційного стікання із супутним рухом парового ядра прийнята величина мінімально допустимого перегріву стінки, за якого розвиваються парові бульбашки, розрахованого на основі співвідношень Лапласа та Клапейрона-Клаузіуса. Виявлено особливості впливу швидкості пари на корисний температурний напір між стінкою труби та плівкою концентрованого розчину. Розраховано співвідношення для коригування корисного температурного напору, розрахунку теплового потоку до кільцевих низхідних парорідинних потоків розчинів, а також узагальнюючі співвідношення для інженерних розрахунків коефіцієнтів тепловіддачі в трубах вертикальних плівкових випарних апаратів. Наведено результати розрахунків за отриманими співвідношеннями розподілу теплового потоку по висоті довгих кип’ятильних труб та зроблено порівняння результатів розрахунку з експериментальними даними для води та яблучних сиропів. The results of modeling heat transfer in liquid films of solutions heated to the saturation temperatures, flowing down over vertical cylindrical surfaces are presented. The experiments deal with the films evaporating from the interphase surface and in the regime of surface nucleate boiling. The films are studied in a regime of free falling and in the presence of co-current steam core. The range of regime parameters covered in the experimentation is characteristic for the working parameters of film evaporators of sugar industry and concentration of fruit juices. Experimental stand allowed an independent phase injection which enabled creation of any possible wavy structure on the falling film surface as well as formation of films with a wide range of film thickness. As modelling solutions are used: water, sugar solutions concentration up to 72%, apple juice concentration up to 70%. The volumetric liquid flux changed from 0,05 10-3 up to 0,6 10-3 m2/s, speed pair — up to 40 km/s, underpressure — up to 0,85 bar, a thermal stream — up to 60 kVt/m2. The geometry of experimental channels covers a range of lengths from 1,8 up to 9 m, diameters — from 20 up to 32 mm. The analysis of data obtained by the authors along with those available in the literature allowed to formulate principal factors affecting mechanism of heat transfer to liquid films in the both patterns of evaporation, formulate the conditions of transition to surface nucleate boiling which occur in pipes of different diameters. The criterion for the transition to surface boiling on a heat exchange surface with a certain size of microcracks in conditions of gravitational flow with a co-current steam flow is the value of the minimal allowable wall overheating at which vapor bubbles develop, calculated on the basis of the Laplace and Clapeyron-Clausius relationships. The peculiarities of the influence of the steam velocity on the useful temperature pressure between the pipe wall and the film of the concentrated solution are revealed, the relationships for the correction of the useful temperature pressure and the calculation of the heat flux to annular down-flowing liquid films of solutions are presented. The results of calculations for the obtained ratios of the distribution of heat flux over the height of long boiling pipes and the comparison of the calculation results with the experimental data for water and apple syrups are presented.Документ Моделювання теплообміну у вільно стікаючих слаботурбулентних плівках рідини під час пароутворення(2020) Петренко, Валентин Петрович; Прядко, Микола Олексійович; Рябчук, Олександр Миколайович; Цьось, Андрій ЛеонідовичУ статті здійснено моделювання теплогідродинамічних процесів у догрітих до температури насичення стікаючих по вертикальній поверхні турбулентних плівках рідини в режимі вільного стікання під час пароутворення на основі запропонованої нової алгебраїчної моделі турбулентної в’язкості. Виконано порівняльний аналіз відомих алгебраїчних моделей турбулентності для плівкових течій, означені їхні переваги та недоліки під час моделювання теплогідродинамічних процесів у плівках. Фізичне моделювання процесів теплообміну виконано в трубах із нержавіючої сталі діаметром 22-1 мм довжиною 1,8 м та 221,5 мм довжиною 9 м, поділених на окремі ділянки довжиною 400 мм. Об ’ємна щільність зрошення змінювалась у діапазоні 0,05...0,551(Ґ3 м2/с в трубі діаметром 20 мм, та 0,05... 1,910г3 м2/с — в трубі діаметром 20 мм. Модельними рідинами виступала вода та цукрові розчини масовою концентрацією до 50% в стані насичення під атмосферним тиском. Нагрівання здійснювалось сухою насиченою парою. На основі запропонованої моделі турбулентності з рівнянь теплоперене- сення та збереження імпульсу отримано аналітичні вирази для температурного та швидкісного профілей у плівці, і відповідні інтегральні теплогідроди- намічні характеристики для режиму тепловіддачі, що характеризується як випаровування з міжфазної поверхні. Отримано вираз для розподілення турбулентної в ’язкості в плівці, в якому враховано як вплив режимних параметрів, так і геометричного фактора при збереженні базової форми профілю. Виконано порівняння результатів розрахунку теплогідродинамічних параметрів плівкової течії з експериментальними даними з тепловіддачі як для плівок води, так і цукрових розчинів у режимі випаровування з міжфазної поверхні. The simulation of thermohydrodynamic processes in evaporating flowing along vertical surface of turbulent liquid films in the free motion mode is carried out on the basis of the proposed new algebraic turbulence model. A comparative analysis of the known algebraic turbulence models for film flows is carried out, their advantages and disadvantages are determined when modeling thermohydrodynamic processes in a film Physical modeling of heat transfer processes was performed in stainless steel pipes with a diameter of 22 • 1 mm, 1.8 m long and 33 1.5 mm, 9 m long, divided into separate sections of 400 mm long. The bulk density of irrigation varied in the range of 0.05... 0.55 TO 3 m2/s in a pipe with a diameter of 20 mm and 0.05... 1.9 TO-3 m2/s in a pipe with a diameter of 30 mm. Model liquids were water and sugar solutions with a mass concentration of up to 50% in a state of saturation under atmospheric pressure. Heating was carried out with dry saturated steam. On the basis of the proposed model of turbulence, analytical expressions for the temperature and velocity profiles in the film were obtained from the heat transfer and momentum equations, and the corresponding integral thermohydrodynamic characteristics for the heat transfer mode, which is characterized as evaporation from the interfacial surface. An expression was obtained for the distribution of turbulent viscosity in a film, which takes into account both the influence of regime parameters and the geometric factor on the intensity of turbulence in the core of the film while maintaining the shape of the basic profile of turbulent viscosity. An expression was obtained for the distribution of turbulent viscosity in the film, which takes into account both the influence of mode parameters and the geometric factor while maintaining the basic shape of the profile. The results of the calculation of the thermohydrodynamic parameters of the film flow are compared to the experimental data on heat transfer for both water and sugar solutions in the mode of evaporation from the interfacial surface.Документ Теплообмін в процесах кипіння та випаровування з вільної поверхні плівок цукрових розчинів в низхідних кільцевих потоках(2015) Петренко, Валентин Петрович; Рябчук, Олександр Миколайович; Мирошник, Марія МиколаївнаНаведені результати моделювання теплообміну та міжфазного тертя в режимах випаровування з вільної поверхні та кипіння плівок цукрових розчинів, та відповідні рівняння для їх розрахунку. The complex of experimental studies on downstream liquid heat transfer has been carried out in the experimental unit which allows for the independent formation of phase flow rates, heat flux and concentration. The modified hydrodynamic model of parabolic viscous turbulence distribution outside laminar sublayer has been proposed, which led to the development of the liquid film heat transfer coefficient calculational methods within a rang of the evaporation form the interface. The empirical correlation which allows to calculate heat transfer to the films of water and sugar solutions are proposed, valid in all heat transfer modes, applicable in a vide range of pressure, vacuum and liquid film viscosity. The correlation for the determination of interfacial friction in the downstream film flows of water and sugar solutions at low pressure and vacuum was developed. It is valid for adiabatic and diabatic flows in the pipes of different diameters.Документ Моделювання теплогідродинамічних процесів в киплячих низхідних кільцевих потоках цукрових розчинів(2015) Петренко, Валентин Петрович; Рябчук, Олександр Миколайович; Пилипенко, Олексій Юрійович; Мирошник, Марія МиколаївнаНаведені результати моделювання теплообміну та міжфазного тертя в режимах випаровування з вільної поверхні та кипіння в низхідних кільцевих потоках води та цукрових розчинів, надані відповідні рівняння для їх розрахунку.Results of modelling of heat exchange and interphase friction in modes of evaporation from a free surface and boiling in descending ring streams of water and sugar solutions are presented, the corresponding equations for their calculations are inducedДокумент Режимы ухудшенной теплоотдачи в пленочных выпарных аппаратах(2014) Петренко, Валентин Петрович; Рябчук, Александр НиколаевичВыполнен анализ режимов ухудшенной теплоотдачи к сахарным сиропам в нисходящих кипящих пленочных течениях в условиях колебаний расхода, рециркуляции и неравномерности распределения жидкости по трубной доске; представлены результаты моделирования изменения режимных параметров по длине теплообменных труб. Представлена графическая интерпретация полученных результатов. It is analysed modes worsened heat transfer to sugar syrups in descending boiling film currents in conditions of fluctuations of the charge, recirculation and non-uniformity of distribution of a liquid on a trumpet board, results of modelling of change of regime parameters on length heat transfer pipes are presented. Graphic interpretation of the received results is presented.Документ Теплообмен в испарительных каналах пленочных выпарных аппаратов(2013) Петренко, Валентин Петрович; Рябчук, Александр НиколаевичПредставлены результаты исследований теплоотдачи к испаряющимся гравитационно-стекающим пленкам сахарных растворов с концентрацией до 72% при низком давлении и вакууме. Приведено обобщающее расчетное уравнение для определения интенсивности теплоотдачи к испаряющимся пленкам, справедливого как в режиме испарения со свободной поверхности, так и в условиях поверхностного кипения для труб с произвольной шероховатостью в широком диапазоне изменения режимных параметров. The researches’ results of heat transfer towards vaporizing gravitationally falling films of the sugar solutions with concentration up to 72% at low pressure and vacuum are represented. The generalizing calculated equation for determining an intensity of the heat transfer towards the evaporating films, as valid for the mode of evaporation from the free surface as under surface boiling for pipes of any roughness, in a wide range of operating parameters is shown.