3174

По факельному стволу УФВ проложены и закреплены с помощью кронштейнов: трубопроводы подачи топливного газа на дежурные горелки и устройства зажигания (из состава КЗФ); трубопроводы для защиты проводов и кабелей от внешнего механического и теплового воздействия.

В нижней части факельного ствола расположены штуцеры А, Б1, Б2, В, Г, Д, Е и два отверстия диаметром 190 мм, для вентиляции внутреннего пространства опорной конструкции.

Для защиты от атмосферных воздействий, в целях увеличения срока эксплуатации, на факельный ствол нанесено покрытие: грунтэмаль ИЗОЛЭП-mastiс ТУ 2312-065-12288779-2007, финишный слой

– эмаль Политон-УР(УФ) ТУ 2312-033-12288779-2002. После сборки на месте монтажа произвести покрытие [3].

Электроприборы, трубы, металлоконструкции УФВ подлежат заземлению в соответствии с требованиями «Правил устройства электроустановок».

Работа УФВ: сбрасываемый газ поступает в факел через штуцер входа А в трубу для сброса газа и далее в оголовок (рис. 2). На входе в оголовок сбрасываемый газ проходит через завихритель (8), поднимается вверх по трубе (3). Поток газа поступает к соплу (2), а газ с конденсатом - через щели (5) в трубе – в кольцевой зазор между наружным стаканом (6) и трубой. При вращении газовой смеси происходит более интенсивное отделение конденсата от газа за счёт их разной плотности. Конденсат стекает в зону установки нижнего конца трубы для отвода жидкости (7), а газ, очищенный от жидкости, поступает к кольцевому зазору 7,2 мм (2) между насадкой (1) и наружным стаканом.

Литература

1.Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика: учеб. руководство для втузов. В 2 т. / Г.Н. Абрамович. – 5-е изд., порераб.

идоп. – М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит, 1991. – Т. 1. – 600 с.

2.Вулис, Л.А. Аэродинамика факела / Л.А. Вулис, Л.П. Ярин. –

Л.: Энергия, 1978. – 218 с.

3.Стрижевский, И.И. Факельные установки / И.И. Стрижевский, А.И. Эльнатанов. – М.: Химия, 1979. – 184 с.

4.Дейч, М.Е. Техническая газодинамика / М.Е. Дейч. – 2-е изд.– М.; Л.: Госэнергоиздат, 1961. – 669 с.

70

УДК 66.096.5

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ВАНН. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА

М.В. Духанин1, Н.Н. Кожухов2

1Магистрант гр. мПТ-21, maksimduhanin95@gmail.com 2Канд. техн. наук, доцент, k0zhukhov@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: в работе представлены элементы нагрева гальванических ванн с использованием пара как теплоносителя. Рассмотрены различные конструкции для интенсификации теплообмена между нагревателем и раствором. Определены различия нахождения коэффициента теплоотдачи для змеевиков из гладких труб и змеевиков с оребрением. Предложены варианты решения проблемы изменения фазового состояния теплоносителя при прохождении его по нагревательному элементу

Ключевые слова: гальванические ванны, насыщенный пар, нагревательный элемент, рабочие параметры, интенсификация, оребрение, реагент, нагрев

В гальванических цехах для нагрева растворов в ваннах применяются различные способы подогрева: электрический, за счет теплопередачи. Для передачи тепловой энергии вторым способом используют такие теплоносители как насыщенный пар или горячая вода. Существует два конструктивных варианта применения насыщенного пара.

Первый – паровая рубашка вокруг гальванической ванны, изображённая на рис. 1. Этот способ применим, если согласно технологическому процессу, детали находятся длительное время под воздействием реагента. После нанесения покрытия, промывка деталей холодной водой не производится. Это объясняется тем, что разогретый металл при быстром остывании склонен к деформации и при этом могут произойти нарушения герметичности ванны.

Второй вариант – змеевик, выполненный из нержавеющей или титановой стали. Такой материал более вынослив и используется в агрессивных средах, таких как кислота, щёлочь, оксиды. Но теплоотдача нержавеющей стали в несколько раз меньше чем у обычной, а это значит, что длина змеевика существенно возрастает.

71

Для расчёта теплового потока используем общую формулу:

ребра.

После применения оребрения площадь теплоотдачи увеличилась, что положительно и существенно повлияло на конденсацию насыщенного пара. Кроме того, при фазовом переходе пар выделит тепло без изменения температуры.

Геометрия оребрения может быть различной. Гидравлическое сопротивление в нашем случае не учитывалось, так как оно незначительно влияет на результаты расчёта. Дальнейшей задачей является исследования змеевика с развитой поверхностью

73

теплообмена. При этом необходимо помнить о том, что слишком частый шаг оребрения использовать нельзя, так как при электрохимическом процессе происходит отложение частиц на змеевике и теплоотдача уменьшается. Использование сглаженных, плавных рёбер могут решить проблему накипи. Один из вариантов представлен на рис. 3.

Рис. 3. Донный змеевик с оребрением

Литература

1.Дасоян, М.А. Технология электрохимических покрытий / М.А. Дасоян, И.Я. Пальмская. – М.: Физматлит,1989 – 258 с.

2.Мельников, П.С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроение / П.С. Мельников. – М.: Физматлит, 1991 – 321 с.

3.Дульнев, Г.Н. Основы теории тепломассообмена / Г.Н. Дульнев, С.В. Тихонов – СПб: СПбГУИТМО, 2010. – 93с.

74

УДК 658.567

ИССЛЕДОВАНИЕ И МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ РАЗНОТЕМПЕРАТУРНОГО КОНДЕНСАЦИОННОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ

Е.Д. Змеёва1, Е.С. Дробышева2, П.А. Солженикин3

1Магистрант гр. мПТ-21, zmeyovaE.D@yandex.ru

2 Магистрант гр. мПТ-21, zhenya.drobischeva@yandex.ru 3Канд. техн. наук, доцент, scorpion-050806@yandex.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Аннотация: рассмотрена установка для очистки воздуха от загрязнений на основе разнотемпературного конденсационного фильтра, выявлены особенности ее работы на основании результатов теоретических и экспериментальных исследований. Предложен вариант компактной конструкции фильтра, позволяющий уменьшить габаритные размеры установки и увеличить эффективность газоочистки

Ключевые слова: конденсация, тепломассообмен, фильтр, очистка газов, повышение эффективности

Широкое применение сжатого воздуха обусловлено многочисленными задачами большого количества отраслей промышленности. Он необходим для устройств автоматики и измерительной аппаратуры.

Пневматические установки считаются более совершенными по сравнению с паровыми и электрическими машинами.

Транспортировка сжатого воздуха характеризуется малыми тепловыми потерями.

Сжатый воздух также легко применять из-за его свойств. Это упругость, прозрачность, отсутствие вредных свойств, огнебезопасность, даровый источник. Все это делает сжатый воздух более предпочтительным, чем пар [1].

Одной из основных важных задач является модернизация существующего газоочистного оборудования, что положительно отразится на надёжности, экономичности, эффективности и долговечности пневмоустановок.

В сжатом воздухе могут содержаться следующие виды вредных примесей: твёрдые включения, влага и газообразные вещества.

75

Наибольшими из них по содержанию являются вода и твёрдые примеси [2].

Большая доля жидких и твёрдых включений попадает в нагнетательный трубопровод компрессора с воздухом при отсутствии фильтрующих устройств на всасывающей линии или при плохой их работе [2-3]. Но часть твёрдых частиц образуется в процессе транспортирования воздуха по воздухопроводам. Они на 95…98% состоят из ржавчины и окалины; в трубопроводах могут быть также частицы уплотняющего материала (резины, краски и др.), попадающие из-за нарушения технологии и монтажа пневмосистемы.

В настоящее время разработана высокоэффективная газоочистная установка (рис. 1), основным узлом которой является конденсационная камера с рабочим каналом, образованным параллельными плоскими стенками, имеющими разную температуру, (рис. 2-3). Экспериментально доказана способность такой установки очищать высокотемпературные газовые потоки больших расходов.

Перспектива использования универсальных газоочистных установок, основным узлом которых является фильтр с разнотемпературным рабочим каналом, подтверждается многочисленными экспериментальными и теоретическими исследованиями, отражёнными в работах [4-7] и др.

Основными узлами предлагаемого устройства (рис.1) являются компрессор 1, увлажнитель 2, подогреватель 3, разнотемпературная конденсационная камера 4 и влагоотделитель 5. Камера выполнена в виде цилиндра (рис. 2) [7]. Пространство между неподвижной горячей стенкой 3 и корпусом камеры 1 заполнено горячей водой, требуемая температура которой поддерживается с помощью электронагревателей. Охлаждаемая стенка канала камеры 5 имеет возможность двигаться по направляющим, меняя ширину канала. Холодная стенка является полой и её температура определяется параметрами проточной холодной воды, проходящей через неё. Полая ёмкость соединяется с трубопроводом холодной воды 6 съёмным эластичным элементом. В нижней части камеры предусматривается система отвода конденсата 7.

Принцип действия установки следующий. Загрязнённый газ (воздух), вырабатываемый компрессором и увлажнённый водяным

76

паром подаётся в разнотемпературную камеру. В рабочем канале происходит коагуляция паров примеси на ядрах конденсации, которыми служат механические частицы и газовые ионы.

Некоторая влага выделяется в камере, а оставшаяся часть – во влагоотделителе.

Рис 1. Экспериментальная установка:

1 – компрессор, 2 – увлажнитель, 3 – подогреватель, 4 – разнотемпературный конденсационный фильтр, 5 – влагоотделитель

77

Учитывая упомянутые ранее особенности работы фильтра, а также, исходя из экспериментальных и теоретических исследований, авторами предложено изменение конструкции используемого разнотемпературного конденсационного фильтра (рис. 4).

Предлагаемый разнотемпературный фильтр содержит корпус 1, с газовым трактом 2, образованным витками цилиндрической спирали 3, нагреваемым цилиндром 4, установленным в центральной части упомянутой спирали, и охлаждаемыми стенками корпуса 5. Стенки корпуса 5 содержат полость 6 со штуцерами подвода 7 и отвода 8 охлаждающей жидкости. Между витками цилиндрической спирали 3 и охлаждаемыми стенками корпуса 5, для возможности беспрепятственного стекания конденсата, имеется зазор 9. Газовый тракт 2 соединён с подводящим 10 и отводящим 11 штуцерами для подвода и отвода очищаемого газа. С обоих торцов корпус закрыт крышками 12 и 13, в которых установлены подводящие 7, 10 и отводящие 8, 11 патрубки. На крышке 13 установлен штуцер 14 для отвода конденсата.

Рис. 4. Модифицированная конструкция фильтра в аксонометрии

79