Одарчук В. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ ІЗ РОЗРОБКОЮ КОНДЕНСАТОРА

    В економіці України ринок спиртової продукції займає вагоме місце. Нині вітчизняна спиртова промисловість за рік може випускати більше 60 млн. дал спирту. Усі питання, які пов’язані з виробництвом, реалізацією і споживанням спирту регулюються державою. Найбільш великотоннажними напрямками використання спиртів є (в довільному порядку): - проміжні продукти для основного органічного синтезу; - застосування як палива; - виробництво розчинників; - виробництво синтетичних миючих засобів, парфумерії та косметики; - використання в харчовій і фармацевтичній промисловості. Залежно від вмісту води, способу отримання та мети використання існує багато різних етаноловмісних продуктів. Найбільш широкого вжитку набула суміш 95,6 мас. % етанолу та 4,4 мас. % води, такий вміст етилового спирту максимально можливий за звичайної фракційної перегонки, бо це співвідношення утворює азеотропну суміш з температурою кипіння 78,15 °C. Виробництво якісного харчового спирту в потрібних обсягах потребує постійної наявності сировини. Технологія виробництва спирту – це багатоетапний технологічний процес, який складається з різних за характером і походженням операціями від механічних (підготовка сировини) до тепло-масообмінних (ректифікація) [1], а також використання ферментів мікробіологічного та біологічного походження разом з дріжджами. Існує безліч способів удосконалення виробництва (рисунок 1) і збільшення виходу та якості продукції: модернізація старого обладнання, розробка нових апаратів, поліпшення штамів мікроорганізмів і дріжджів, ведення селекційної роботи з отриманням високоякісної сировини. Метою даної роботи є модернізація спиртового виробництва з розробкою конденсатора. Можливим шляхом модернізації є збільшення поверхні теплообміну у конденсаторі за рахунок зміни форми труб.

    Переглянути
  • МОДЕРНІЗАЦІЯ ЛІНІЇ ВИРОБНИЦТВА СПИРТУ ІЗ РОЗРОБКОЮ КОНДЕНСАТОРА

    Теплообмінне обладнання для ряду галузей, наприклад, спиртової, нафтохімічної становить близько 35-40% сумарної маси всієї технологічної апаратури. Тому створення більш ефективних і компактних теплообмінників здатне забезпечити значну економію енергетичних ресурсів, металів, зниження витрат на експлуатацію [1]. Важливим є напрям інтенсифікації теплообмінну в каналах конденсаційного обладнання спиртового виробництва може бути поєднання пасивного методу, наприклад, розвиток контактної поверхні теплообміну із активним методом, який полягає у штучній турбулізації середовищ в контактній зоні [2-4]. Пропонується модернізувати теплообмінник-конденсатор шляхом обладнання теплообмінних труб внутрішніми повздовжніми каналами, виконаними у вигляді взаємно перпендикулярних перемичок, за рахунок чого поверхня труб деформована вздовж утворюючої в зонах між перпендикулярними перемичками і має складний профіль (рис.1). Обладнання теплообмінної труби перемичками дозволяє забезпечити її міцність а тому можливо деформувати уздовж утворюючої в зонах між перпендикулярними перемичками. Утворення складного, деформованого профілю збільшує площу контакту теплопередачі, а у поєднанні із наявністю жорстких перемичок досягається зменшення її товщини. Таким чином, зменшується термічний опір теплопередачі, а самі перемички, що контактують із теплообмінною поверхнею виконують функцію додаткової поверхні теплопередачі. Виконання перемичок вздовж профільованої труби є не суцільним, тому  характер протікання теплоносія (і Re) змінюється залежно від характерного розміру каналу d (в зоні перемичок Reп і на ділянці без них Reс), при цьому Reп<Reс , що сприяє перемішуванню потоку. Особливістю конструкції слід віднести і те, що схема використання може бути й іншою, коли охолоджувач омиває зовнішню поверхню труби, а конденсування пари відбувається всередині труби, залежно від співвідношення коефіцієнтів тепловіддачі середовищ, що знаходяться в трубному 1 і міжтрубному 2 просторі. Запропоноване рішення поєднує конструктивне сполучення елементів: наявність і виконання взаємно перпендикулярних перемичок, що дозволяє отримати поверхню теплообмінної труби складного профілю, площа контакту якої зростає на 10-18% по відношенню до циліндричної труби. Конструктивне рішення дозволяє отримати збільшення міцності і жорсткості поверхні теплообміну, за рахунок чого зменшується необхідна товщина стінки труби (5- 12%) і, відповідно, термічний опір теплопередачі стінки. Важливим моментом є те що, перемички (як укріплювач) одночасно виконують функцію поверхні теплопередачі. Реалізація запропонованого рішення дозволить підвищити ефективність теплообміну, зменшити загальні габарити та металоємність пристрою.

     

    Переглянути
  • ОБГРУНТУВАННЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РЕКУПЕРАТОРИ ТЕПЛА ПОВІТРЯ

    Згідно [1] мінімальні питомі витрати вентиляційного повітря для приміщень житлових будівель має бути не менше 3 0,01_ ì V ñ ëþ ä   . Порушення цих норм призводить до накопичення СО2 в приміщенні, та шкодить здоров'ю. У зимовий період втрати тепла за рахунок вентиляції при температурі назовні –10С, в приміщенні +20С складають:Витрати тепла при вентиляції збільшують загальні витрати тепла в навколишнє середовище, тому використовують рекупераційні теплообмінники. Відпрацьоване тепле повітря з приміщення, рис. 1, проходячи через теплообмінник віддає тепло свіжому, холодному повітрю зовні, таким чином відбувається утилізація тепла повітря, що вентилюється. У більшості конструкцій використовується пластинчастий теплообмінник з перехресним ходом, ефективність таких рекуператорів досягає 77% [2]. Встановлення кількох блоків дозволяє збільшити ефективність до 92% [3]. Крім того використовуються конструкції регенераторів, їх недоліком є наявність рухомих елементів (клапана), та періодичність роботи. Незважаючи на велику кількість наукових робіт, присвячених пластинчастим теплообмінникам даний процес рекуперації має особливості та недостатньо вивчений. Основна особливість полягає у малій інтенсивності процесу, що пов’язано з властивостями повітря (низька густина і теплопровідність), та використанням вентиляторів динамічного типу, ККД яких стрімко падає при підвищенні гідравлічного опору апарату. Метою досліджень є створення методики розрахунку оптимальних параметрів пластинчастого теплообмінника повітря–повітря. До критеріїв оптимізації має бути включені: гідравлічний опір теплообмінника, маса рекуператора, ефективність процесу переносу тепла. Створення нової методики дозволить впровадити сучасні промислові зразки енергозберігаючого обладнання.Висновок: дослідження процесу переносу тепла у рекупераційних теплообмінниках систем вентиляції пластинчастого типу є актуальним, та важливим.

    Переглянути
  • ПРОЦЕС ПЕРЕНОСУ ТЕПЛА У ГАЗОВОМУ РЕГЕНЕРАТОРІ З НЕОДНОРІДНОЮ НАСАДКОЮ

    Газові регенератори поширені у холодильній техніці, утилізації тепла димових газів, кондиціюванні, їх застосування стає можливим при переносі тепла між потоками газів, які можуть перемішуватись у невеликій кількості, та мають однаковий тиск. Перевагою регенераторів є висока інтенсивність процесу, недоліком – періодичність роботи. Проектування регенератору ставить завдання вибору розмірів насадки, її типу та розмірів шару, рис. 1. Перенос тепла від потоку газу до окремо та одиночно встановленого елементунасадки визначається наступним критеріальним рівнянням Нусельта, який є середнім для одного елементу насадки (сфери): 2 2 2 Nu Nu Nu î äí à ñô åðà ëàì ³í ò óðáóë    , де 3 0,664 Re Pr Nuëàì ³í    – критерій Нусельта у частині елемента насадки де газ рухається ламінарно; 0 8 0 1 2 3 0 037 1 2 443 1 , ò óðáóë , / , Re Pr Nu , Re (Pr )       – критерій Нусельта у частині елемента насадки де газ рухається турбулентно; d Nu    ; d – характерний розмір елементу насадки, м;  – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2 К);  – теплопровідність газу, Вт/(мК); ud Re   ;  – кінематична в'язкість газу м 2 /с, за середньо масової температури. Критерій Нусельта для насадки у вигляді щільно пакованого шару елементів визначається експериментально отриманою залежністю Nu f Nu    î äí à ñô åðà . Експериментально встановлено, що найбільше значення критерію Nu (наближається до значення при поодинокому встановленні елементу насадки) відповідає значенню критерію Пекле Pe Re Pr 500 1000     , або відповідає першим двом шарам щільно пакованої насадки. Разом з тим, значна частина регенераторів у техніці глибокого охолодження виконано у вигляді широких алюмінієвих полос, зігнутих у шарі насадки, регенератори у холодильних машинах, що працюють за циклом Стірлінга виконані у вигляді шарів металевих сіток, між якими є відстань. У підсумку аналізу літературних джерел можна зробити висновок про практичну доцільність використання неоднорідної по довжині регенератора насадки, що підвищує ефективність переносу тепла при зменшенні гідравлічного опору насадки. Визначення залежностей для розрахунку регенераторів з таким типом насадки є важливим.

    Переглянути