3174

(радиационный теплообмен), и отводятся через дымовую трубу 1. В результате происходит противоточное движение теплообменивающихся сред. Линзовый компенсатор 4 при значительных изменениях температуры сред позволяет компенсировать разность температурных удлинений наружной трубы 2 и внутренней трубы 3.

Представленная конструкция теплообменного аппаратарегенератора позволяет применять его при высоких температурах, при этом компенсируется разность температурных удлинений труб и обеспечивается его целостность.

Проведённые расчёты показывают, что при массовом расходе воздуха 0,069 кг/с, давлении 0,19 МПа, температуре на входе в теплообменник 70 °C, температуре на выходе из теплообменника 700 °C, основные характеристики теплообменного аппарата следующие:

–внутренний диаметр 600 мм;

–толщина стенки 7 мм;

–толщина рёбер 6 мм;

–потери давления на трение 1006 Па/м;

–площадь поверхности теплообмена 1,8315 м2;

–длина поверхности теплообмена 0,972 м.

Литература

1.Ахметов, А.А. Капитальный ремонт скважин на Уренгойском месторождении. Проблемы и решения. / А.А. Ахметов – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2000. – 219 с.

2.Совершенствование технологии производства электроэнергии газотурбинными установками / А.И. Сухов, И.Г. Лачугин, А.П. Шевцов, Г.М. Марушак, И.В. Аристов, В.Ю. Хохлов, Ю.Д. Меркулова // Насосы. Турбины. Системы. – 2013. – № 1(6). – С. 22-26.

3.Пат. 2650452 Российская Федерация, МПК F 02 C 1/08. Газотурбинная установка для переработки попутного нефтяного газа

вэлектроэнергию / Авдеев Ю.Н., Лачугин И.Г., Сухов А.И., Шевцов А.П., Черноиванов Д.В.; заявитель и патентообладатель ООО ФПК «Космос-Нефть-Газ». – № 2017102649; заявлено 26.01.2017; опубл. 13.04.2018; Бюл. №11. – 3 с.

20

УДК 676.056.5

СУШИЛКА ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Г.Б. Акбаров1, Г.Н. Мартыненко2, В.И. Лукьяненко3

1Студент гр. бЛП-31, akbarov-gennadi@mail.ru

2Канд. техн. наук, доцент, glen2009@mail.ru

3Канд. техн. наук, доцент, lukyanenko1@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: в статье рассмотрена конструкция более эффективной сушильной установки. Предложенная конструкция описана в статье, указаны необходимые технологические назначения элементов конструкции, а также предложен материал для её изготовления с учётом его экономической целесообразности и безопасности эксплуатации

Ключевые слова: сушильная установка, псевдоожиженный слой, термолабильный материал, сушильный агент

В Воронежском государственном техническом университете была разработана лабораторная сушильная установка кипящего слоя для термолабильных мелкодисперсных материалов, авторское свидетельство Российской Федерации 2241928 С 2, класс F 26 B 17/10. Модифицированная сушильная установка приведена на рис. 1.1.

Модифицированная сушильная установка относится к технике сушки термолабильных сыпучих материалов с использованием направленного перемещающегося кипящего слоя и может использоваться в химической, перерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве. В качестве материала для изготовления сушильной установки можно использовать тонкую листовую жесть, а более безопаснее полимерные материалы. Технологию изготовления конструкции сушильной установки предполагается выполнять дешёвыми методами. Стальная жесть точечной сваркой или клёпкой, а из полимеров давлением или литьём. Материалы для изготовления конструкции выбраны с учётом низкой их стоимости, простоты технологических операций изготовления конструкции и безопасности во время эксплуатации, так как процесс сушки зерновых культур относится к пожаровзрывоопасным процессам и

21

находится под контролем инспекции Ростехнадзора. Конструкция сушильной установки приведена на рисунке.

Сушильная установка с псевдоожиженным слоем дисперсного материала:

1 - газовая камера; 2- сушильная камера; 3 - конус; 4 - газораспределительная решётка; 5- беспровальная решётка;

6 - конусный жёлоб; 7 - окно выгрузки высушенного материала из сушильной камеры; 8 - привод регулировки угла наклона лопаток газораспределитьной решётки; 9 - опорно-шарнирное устройство подвижности крышки сушильной камеры; 10 - загрузочный бункер загрузки мелкозернистого материала для последующей сушки;

11 - дозатор загрузки мелкозернистого материала; 12 - перегородка; 13 - выход отработанного сушильного агента

В сушилке 2, содержащей цилиндрический корпус, в нижней части располагается беспровальная решётка 5, на которую из бункера 10 подаётся равномерным слоем термолабильный дисперсный материал. Под беспровальной решёткой располагается

22

газораспределительная решётка 4, представляющая собой подвижные направляющие лопатки, соединённые со специальным приводом 8, организующим закрученный в газовой камере 1 поток сушильного агента для, непосредственно, псевдоожижения в сушильной камере, а также для направленного перемещения этого псевдоожиженного слоя по беспровальной решётке в направлении окна выгрузки 7 высушенного материала. В сушильной камере установлена перегородка 12, расположенная непосредственно у окна выгрузки 7 дисперсного материала разделяющая надслоевой объём и препятствующая дальнейшему перемещению дисперсного материала для его выгрузки. Центральная образующая кольцевой камеры выполнена в виде цилиндра и двух усечённых конусов. Верхний конус 3 для организации более устойчивого псевдоожиженного слоя, нижний 6 для направленной выгрузки готового высушенного продукта. Сушильная камера 2 проста по конструкции и обеспечивает высокое, регулируемое качество сушки дисперсного материала. Конструкция сушильной камеры закреплена на газораспределительной камере 1 улиткообразной конструкции, к которой тангенциальным направлением подаётся сушильный агент. Сверху сушильная камера закрыта крышкой перемещающейся на опорно-шарнирном устройстве 9 по цилиндрической образующей сушильной камере, для равномерной загрузки дисперсного материала по всей поверхности беспровальной решётки во время запуска сушильной установки. На крышке располагается загрузочный бункер 10 с дозатором 11 для дисперсного материала, а также патрубок 13 для отвода отработанного сушильного агента на циклон для очистки сушильного агента от пыли и выброса в атмосферу.

Предположительное использование установки для сушки сельскохозяйственных зерновых культур послеуборочного периода перед отправкой на дальнейшую технологическую переработку или на длительное хранение на элеватор. Конструкция сушильной установки позволяет также организовать осциллирующий режим сушки термолабильных полидисперсных материалов, а также одноступенчатый и многоступенчатые режимы сушки. С помощью использования данной конструкции сушильной установки возможно также разделение термолабильного материала на различные фракции по массе высушенного продукта.

23

Литература

1.Влияние высоты псевдоожиженного слоя на параметры конструкции газораспределительной решётки / В.И. Лукьяненко, Ю.Н. Агапов, А.П. Бырдин, В.Г. Стогней // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2006. – Т.2. – № 6. – С. 139-142.

2.Термокинетика динамического слоя в начальных стадиях тепловой релоксации / Ю.Н. Агапов, А.П. Бырдин, В.И. Лукьяненко, В.Г. Стогней // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2007. – Т. 3. – № 6. – С. 27-32.

3.Лукьяненко, В.И. Тепломассообмен процесса сушки дисперсных материалов в центробежном псевдоожиженном слое: дис. ... канд. техн. наук (05.14.04 – промышленная теплоэнергетика)

/Лукьяненко В.И.; рук. работы В.Г. Стогней. – Воронеж: ВГТУ, 2007. – 177 с.

4.Лукьяненко, В.И. Процесс массообмена при сушке мелкозернистых материалов в осциллирующем режиме / В.И. Лукьяненко, Ю.Н. Агапов, В.Г. Стогней // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2004. – Т. 7-4. – С. 58-61.

5.Черных, А.Л. Зерносушилка в псевдоожиженном слое в осциллирующем режиме / А.Л. Черных, А.В. Исанова, В.И. Лукьяненко // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: материалы 17-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистовж; под общей редакцией Е.Б. Агапитова. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2016. – С. 204-206.

24

УДК 536.248.2

УТОЧНЁННОЕ РЕШЕНИЕ О ТЕЧЕНИИ ПАРА В СУБЛИМАЦИОННОМ КАНАЛЕ МЕЖДУ ДИСКАМИ

С.В. Дахин

Канд. техн. наук, доцент, svdakhin@ya.ru ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: приводится уточнённая методика расчёта течения пара при граничных условиях проскальзывания на стенках канала, образованного двумя параллельными дисками одинакового радиуса. Исходная система уравнений Навье-Стокса и неразрывности совместно с граничными условиями

приводилась к безразмерному виду и, в предположении Re 1 , методом

малого параметра определялись компоненты вектора скорости. Полученное решение сравнивается с решением, полученным автором ранее

Ключевые слова: сублимационный канал, течение между дисками

Расширение сферы применения криогенных продуктов привело к необходимости создания новых методов криостатирования, в том числе основанных на использовании теплоты сублимации. По сравнению с плавлением и испарением, процесс сублимации характеризуется наивысшей теплотой фазового перехода и отсутствием энергопотребления для организации процесса. Однако, при работе сублиматоров (поверхностный теплообменный аппарат (ТОА) с сублимирующим хладагентом) между твёрдым хладагентом и поверхностью ТОА образуются узкие паровые зазоры, что приводит к постепенному увеличению температуры поверхности, что не допустимо.

Для решения этой проблемы предлагается интенсифицировать процессы тепломассообмена в узких сублимационных каналах путём увеличения конвективной составляющей за счёт организации движения одной из стенок канала и принудительного отсоса сублимирующих паров из полости канала.

Рассмотрим установившееся течение сублимирующего пара в узком зазоре между двумя параллельными дисками (рис. 1) [1].

К поверхности нижнего проницаемого для пара диска подводится равномерно распределённый тепловой поток плотностью q . С верхнего диска, вращающегося с постоянной

частотой вокруг вертикальной оси симметрии z , сублимирует

25

вещество с постоянной скоростью Vс , пар которого отсасывается через нижний диск со скоростью V0 . Считая задачу вращательно

симметричной, решение проводим в цилиндрической системе координат и ось r расположим на поверхности нижнего диска.

Рис. 1. Схема течения в канале

После приведения исходной системы уравнений к безразмерному виду и введения безразмерных функций осевой координаты u rF (z),v rG(z),w H (z) , получим:

26

Однако, при достаточно большой частоте вращения верхнего диска, допущение о неизменности давления от осевой координаты z может быть не правомерным. Тогда, после исключения давления из

(1) и (3), вместо (5) получим дифференциальное уравнение содержащее третью производную безразмерной функции радиальной составляющей вектора скорости

27

На рис. 2 представлены результаты расчёта по (10) - (12) и сравнение их с результатами из [2].

Рис. 2. Сравнение результатов:

сплошная линия - расчёт по (10) - (12); пунктирная из [2];

0 ; Kn 0,01; Re 0,1; Ro 10

28

Из рис. 2 видно, что при достаточно большой частоте вращения верхнего диска значения функций F (z),G(z),H (z)

искажаются по сравнению с решением из [2]. Наиболее сильно отличается безразмерная функция радиальной составляющей вектора скорости, особенно около вращающегося диска. Таким образом, уточнённое решение показывает меньшую зависимость скорости пара в сублимационном канале от вращения верхнего диска.

Литература 1. Фалеев, В.В. Особенности течения процессов

тепломассопереноса в щелевом зазоре с подвижным сублимирующим диском / В.В. Фалеев, С.В. Дахин, И.Г. Дроздов // Теплоэнергетика: межвузовский сборник научных трудов.

– Воронеж: Воронежский политехнический институт, 1993. –

С. 8-15.

2. Дахин, С.В. Анализ результатов решения задачи о течении сублимирующих паров в узком щелевом канале с учётом эффекта проскальзывания / С.В. Дахин // Теплоэнергетика: Межвузовский сборник научных трудов. – Воронеж Воронежский государственный технический университет, 1995. – С. 32-37.

3. Кошмаров, Ю.А. Прикладная динамика разреженного газа / Ю.А. Кошмаров, Ю.А. Рыжов. – М.: Машиностроение, 1977. – 184 с.

29