Диагностика распределения давления внутри зернистого слоя тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ
|
Борозденко, Дмитрий Анатольевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата технических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Барнаул
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2004
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.01
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
БОРОЗДЕНКО Дмитрий Анатольевич
ДИАГНОСТИКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВНУТРИ ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ
01.04.01 — приборы и методы экспериментальной физики
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Барнаул - 2004
Работа выполнена в Алтайском государственном университете
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор Волков Валерий Иванович
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Старцев Олег Владимирович
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник
Анцыгин Валерий Дмитриевич
Ведущая организация:
Защита состоится 23 июня 2004 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.005.03 в Алтайском государственном университете по адресу: 656049, г. Барнаул-49, пр. Ленина, 61.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного университета
Автореферат разослан мая 2004 г.
Институт теплофизики СО РАН г. Новосибирск.
Ученый секретарь диссертационного совета
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы
Создание некоторых новых технологий и энергетических систем связано с использованием зернистых слоев. Зернистые слои имеют важное применение в каталитических и ядерных реакторах, а также в теплообменниках и в различных фильтрующих аппаратах. Величина перепада давления и соответствующее гидравлическое сопротивление закладываются в расчет проектируемых реакторов. Кроме этого, знание локального распределения давления внутри упаковки при всех режимах течения позволяет прогнозировать соответствующие процессы переноса тепла и массы между элементами и стенкой аппарата. Обычно в экспериментах молчаливо предполагается, что зернистый слой оказывает выравнивающее действие на поток, но в действительности осуществление равномерного потокораспределения скоростей и соответствующего давления в упакованном слое является сложной проблемой. Неравномерности потока, генерируемые неподвижным зернистым слоем, связаны с разнообразными факторами: неравномерностью укладки зерен, пристенными эффектами, напряженным состоянием слоя, наличием постоянных контактов между частицами, приводящими к образованию непроточных зон и к спеканию зерен в случае высокотемпературных и других активных процессов. В результате влияния этих факторов снижается интенсивность процессов переноса и возникает их существенная неравномерность, которая может привести к локальному перегреву аппарата и выходу его из строя, кроме того, появляются трудности с перезагрузкой и обновлением зернистого слоя. Поэтому детальное знание поведения потока в упакованных слоях имеет большую практическую ценность и существенно для создания новых энергетических систем и технологий.
Цели и задачи работы
Диссертация посвящена экспериментальному исследованию локальной структуры распределения давления при течении жидкости в зернистом слое. При этом ставились следующие задачи:
1. Разработка технических средств, для измерения распределения давления внутри зернистого слоя.
2. Изготовление экспериментального стенда, включающего безпуль-сационный гидродинамический контур.
3. Экспериментальное исследование давления внутри зернистого слоя.
4. Определение влияния пульсаций, возникающих в результате работы центробежного двигателя, на поле давления внутри зернистого слоя.
Практическая значимость
1. Разработано новое устройство - датчик статического давления, позволяющий определять статическое давление в потоках неизвестной направленности.
2. Разработан и изготовлен экспериментальный стенд, включающий безпульсационный гидродинамический контур и измерительную схему.
3. Получены экспериментальные данные по распределению статического давления по длине и сечению зернистого слоя в безпульса-ционном режиме течения и проведено сравнение этих данных с экспериментальными данными при наличии пульсаций.
Полученные результаты могут быть использованы в химической и нефтегазовой промышленности, а также в тех областях промышленности, где при создании новых технологий и энергетических систем, используются зернистые среды.
Научная новизна работы
1. Впервые выявлено влияние низкочастотных пульсаций на распределение давления по длине и сечению упакованного слоя до чисел Re<200.
2. Экспериментально обнаружен новый механизм поперечного переноса внутри зернистого слоя, зависящий от пульсаций потока на входе в упаковку, и предложена физическая интерпретация полученного эффекта.
3. Обнаружено и исследовано влияние входного размера щели для отбора статической составляющей давления, расположенной в зоне между шариками.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 10 научных, научно-технических и научно-практических конференциях, а именно:
1. II Международной конференции "Совершенствование систем автомобилей тракторов и агрегатов" АЛТГУ, Барнаул 2000.
2. 5th Workshop on Transport Phenomena in Two-Phase Flow, Or-pheus'2000, September 11-16, Bulgaria.
3. VI Международного семинара "Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей", (г. Новосибирск, апрель 2000 г.).
4. Российском национальном симпозиуме по энергетике РНСЭ (1014 сентября 2001, КГЭУ, г.Казань).
5. VIII Международной конференции "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей" (г. Новосибирск, апрель 2001 г.).
6. VIII Всероссийском съезда по теоретической и прикладной механике (г. Пермь, 2001г.).
7. 6th Workshop on Transport Phenomena in Two-Phase Flow, Bour-gas 2001, September 11-16, Bulgaria.
8. Международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических факельных печах и топках" (г. Тверь, 2001).
9. VII Всероссийской конференции молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (г. Новосибирск, 2002 г.).
10. IX Международной конференции "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей" (г. Новосибирск, апрель 2004 г.).
Публикации
По результатам диссертационной работы опубликовано 21 печатная работа.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и списка литературы. Она изложена на 102
страницах, включая 26 рисунков, список литературы из 103 названий.
Основные положения, представляемые к защите.
1. Новый датчик статического давления, выполненный из элементов зернистого слоя, позволяющий измерять статическое давление в потоках неизвестной направленности, без существенного искажения его структуры.
2. Экспериментальный стенд для гидродинамических исследований, включающий безпульсационный гидродинамический контур и измерительную схему.
3. Результаты экспериментальных исследований поля давления внутри зернистого слоя хаотичной структуры в дотурбулентном диапазоне чисел Re, которые выявили нелинейность перепада статического давления по длине упаковки в пульсационном режиме тече-
ния при числах Яе<120 и наличии градиента давления по сечению зернистого слоя.
4. Новый механизм поперечного переноса внутри зернистого слоя в дотурбулентном диапазоне чисел Яе<120, связанный с неоднородностью пористости по сечению упаковки, обусловленный градиентом давления в поперечном направлении.
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, обсуждаются цели и задачи работы, а также основные защищаемые положения.
В первой главе содержится литературный обзор по экспериментальным исследованиям гидродинамики в зернистом слое. Отличительной чертой движения жидкости через зернистые слои является неравномерность распределения скоростей по сечению слоя. Подобная неоднородность потока приводит не только к снижению эффективности работы аппарата с зернистым слоем, но и часто к локальному перегреву и запеканию зерен слоя в горячем газовом потоке или к замораживанию отдельных участков рабочего элемента в теплообменниках, к усилению капельного уноса в фильтрующих аппаратах, что иногда вызывает полное нарушение рабочего цикла и выхода аппарата из строя. Исследованию гидродинамики в пористой среде посвящено большое количество работ, в которых описывается контактные и бесконтактные методы экспериментального исследования потока внутри зернистого слоя. Из приведенных работ можно заметить, что локальная структура потока в зернистых слоях недостаточно ясна и результаты некоторых работ противоречивы. Частично это связано с возможным влиянием вида упаковки, геометрии рабочего участка, режима течения жидкости, а так же с известными недостатками контактной методики, такими, как искажение пористой среды и потока, зависимость показания датчиков от расстояния до твердой поверхности шариков или стенки канала, сложность в определении вектора локальной скорости потока. Применение же для исследования гидродинамики в зернистых слоях бесконтактных методов типа лазерно-доплеровской анемометрии возможно только для соответствующих высокопреломляющих жидкостей.
Обзор измерительных устройств давления показал, что в потоках неизвестной направленности, например в зернистых средах, известными устройствами невозможно выделить и достоверно измерить статическую составляющую давления. Причиной этому являются габа-
риты измерительных устройств, превышающие в несколько раз размеры исследуемой зернистой среды и вносящие дополнительные возмущения в поток. Таким образом, до настоящего времени нет подходящей разработки датчиков статического давления, которая позволила определять поле давлений внутри хаотично упакованного зернистого слоя.
Вторая глава посвящена описанию методики и экспериментальных установок для исследования локальной структуры давления внутри зернистого слоя. Для измерения распределения статического давления внутри хаотичной засыпки из шариков диаметром 3 мм были изготовлены специальные датчики статического давления, устройство которых представлено на рис. 1.
5
Рис. 1. Датчик статического давления внутри зернистого слоя. I-стальная игла, 2-шарики, 3-прорезь.
Датчик статического давления содержит полую трубку 1 диаметром 0.8 мм, на трубку плотно насажано не менее двух шариков 2 радиуса 3 мм, в области, касания которых в трубке прорезана щель 3 шириной 0.3 мм (рис. 1).
Предварительные испытания датчиков в пустом канапе при ла-иинарном и турбулентном течении показали, что с их помощью определялась статическая составляющая давления. Испытания проводились следующим образом. Датчик устанавливался в центр канала с потоком и поворачивался вокруг оси. При этом давление, регистрируемое датчиком, не отличалось от давления на стенке канала и не за-Рис. 2. Тарировка датчика стати- висело от ориентации щели в датчике к вектору скорости потока
1Л1 |80 ^40 ЗЛО ЛЧП 4.-0 4И0 МО
О О02 0.04 ООб 008 0.1 0.12 0.14 ОЛЬ 0 18
жидкости в диапазоне среднераходных скоростей от 0 до 0,18 м/с рис. 2.
Для экспериментального исследования распределения давления внутри упакованного слоя использовался горизонтальный'гидродина-мический контур закрытого типа (рис.3), позволяющий варьировать критерий Рейнольдса Яе = и<>с1/у. Здесь и далее число Ле построено по расходной скорости в пустом канале Чо, V - кинематической вязкости и диаметру элементов засыпки
Рис. 3. Схема установки для измерения перепада давления в зернистых
средах: 1 —ротаметр РС-5, 2 - сильфонный вентиль, 3 - опытный участок, 4 - термопары, 5 — центробежный насос, б - система охлаждения, 7-бак.
Жидкость циркулировала под действием центробежного насоса, работающего от двигателя постоянного тока, число оборотов которого в процессе эксперимента можно было менять. Частота вращения фиксировалась тахометром ТМ 1,5-1 П. Расход жидкости контролировался сильфонным вентилем и ротаметром РМ-5, установленными за засыпкой.
Основной особенностью установки являлся специально изготовленный опытный участок диаметром 5.00 ±0.01см и длиной 20.00±0.01 см (рис.4), который с утряской загружался стеклянными шариками диаметра (1 — 3 мм: При этом структура засыпки была хаотичной.
Рис. 4. Опытный участок с 3 многоканальным жидкостным манометром.
Пристеночное давление измерялось в 9 сечениях по длине упаковки, расположенных через 2 см друг от друга (± 0.1 мм). В стенке опытного участка (рис. 5) на каждом измерительном сечении с внутренней стороны имелась канавка 7 глубиной 1 мм и толщиной 1 мм.
Предполагалось, что с ее помощью усреднялось давление по сечению и одновременно устранялось влияние динамического напора. В канавку выходили четыре диаметрально расположенных отверстия (2) для отбора давления, кроме того, давление фиксировалось за и перед упаковкой, то есть одновременно в 38 точках.
Так как в ходе экспериментальных исследований выяснилось, что распределение давления зависит не только от числа но и от низкочастотных пульсаций, возникающих от лопаток центробежного насоса, возникла необходимость в проведении экспериментов в безпуль-сационном режиме течения. Для этого, был изготовлен безпульсацион-ный гидродинамический контур схематично представленный на рис. 6.
Напорный бак (2) устанавливался на высоте 6 м от измерительного блока. Его отличительной конструктивной особенностью являлось то, что изнутри бака в муфту укреплялась резиновая труба (1), которая контролировала уровень воды в баке. Внутри резиновой трубы располагалось два шланга (3), (14) диаметром 0.02 м. В нижней части
2
Рис. 5. Стенка рабочего участка. I - канавка, 2 — отверстия для отбора давления
трубы (/) располагалось отверстие диаметром 0.02 м, для шланга (3), по которому происходил сток воды. Шланг {14), использовался для подъема воды в бак с использованием электронасоса "Кама-10" из резервуара постоянного уровня. Контроль уровня воды в напорном баке контролировался по уровнемеру (б), установленному на резервуаре (5) рис. 6.
Принцип работы безпульсационного гидродинамического контура (рис. 7):
Резервуар (2) наполнялся водой до определенного уровня, контролируемого по уровнемеру (/). Электронасосом "Кама-10" (3) по шлангу подъема (4) вода закачивалась в напорный бак, при закрытом вентиле (10). После наполнения напорного бака электронасос "Кама-10" выключался. В дальнейшем вентиль (10) открывался и по шлангу стока (б), вода поступала в рабочий участок (8), далее через ротаметр (//) возвращалась в резервуар.
Температура жидкости контролировалась двумя термопарами (7), установленными до и после рабочего участка. Перепад температуры в рабочем участке и гидродинамическом контуре не превышал 0.1°С.
1
Рис 6. Схема безпульсационного гидродинами-
ческого контура.
1— труба перелива,
2— напорный бак,
3— шланг стока воды из 2. бака, 4 — насос "Кама
10", 5- резервуар, 6-уровнемер, 7- соединительная труба, 8- ротаметр РС-5, 9- силь-фонный вентиль, 10- ра-'бочий участок, 11— датчики статического давления, 12— труба- айва излишней воды, 13- муфта-тройник, 14- шланг подачи воды в бак, 15-металлические трубы.
Рис. 7. Схема измерительного блока. 1- уровнемер, 2- резервуар, 3-электрона-сос "Кама-10",
4- шланг подъема воды в напорный бак,
5- наклонный манометр ЛТА-4, 6- шланг стока.воды из напорного бака, 7- термопара, 8- рабочий участок, 9- датчик статического давления, 10- сшьфонный вентиль, 11- ротаметр РС-5.
Ротаметр РМ-5 позволял контролировать критерий Рейнольдса.. Максимальное число Ке полученное на этом контуре не превышало 700.
Таким образом, в экспериментальном плане удалось решить, следующие задачи:
1. Удалось создать датчик статического давления позволяющего измерять статическое давление в потоках неизвестной направленности.
2. Создан экспериментальный стенд, имеющий 2 принципиальных отличия от известных стендов для безпульсационного движения жидкости в контуре:
a. Компактное расположение труба в трубе позволило использовать внешнюю трубу, как ограничитель постоянного уровня
b. Для контроля уровня в напорном баке, расположенного на высоте 6 м, в нижней части, в месте расположения измерительного блока был создан дополнительный резервуар, по уровню жидкости в котором можно было судить об уровне жидкости в напорном баке. Этот уровень определялся 11-образным манометром расположенным на внешней поверхности резервуара.
В третьей главе приведены экспериментальные данные по полям давления внутри зернистого слоя.
др. а* водк ст__¿Р. с^ вед и ст
■"V, /?<=*0 1 ■ \ \ \ I \ -I .......\| ¡1**120.
1 1 1 1 Г 1 1 1 1 I Яе=22 |: 1 \ А V ** •т 1 I 1 • | • » Г 1 ! N. Яв^т.
) 1 ' I > Н»)*1111 I ] М I япикця
Цен. и.«
Рис. 8. Распределение пристеночного перепада давления.
сечениям упакованного слоя (для 2, 4, 6, 8 сечения), отнесенное к полному перепаду давления на всей упаковке.
Получено распределение статического давления по длине и сечению зернистого слоя на горизонтальном гидродинамическом контуре с использованием центробежного насоса (рис. 2).
При рассмотрении графиков (рис. 8) обращает на себя внимание нелинейность распределения перепада давления по длине упаковки, простирающаяся на расстояние до 30 диаметров элемента упаковки и уменьшающаяся с повышением числа Re. Переход кривых давления от нелинейной зависимости к линейной приходится на диапазон чисел Re от 100 до 200.
Результаты экспериментов по исследованию распределения статического давления по сечению показали, что давление в упаковке уменьшается от стенки к центру, имея минимум в центре. Как видно из рис. 9, при приближении к турбулентности числа происходит вы-
равнивание профиля перепада давления.
Характер поведения
распределения давления по сечению упакованного слоя мало изменился при увеличении длины засыпки в два раза рис. 10. По всей видимости, это связано с влиянием акустического
давления возникающего при работе центробежного двигателя и распространяющиеся по" всей длине упакованного слоя.
I» 25 0 124 а»
К.Н К«*
Рис. 10. Распределение давления по сечениям упакованного слоя (для
16, 18, 20 сечения при числах Яе=120, 190), отнесенное к полному перепаду давления на всей упаковке при различных числах Яе.
I
шн 10-
в<
О'
Рис. 11. Распределение пристеночного перепада давления (см. водн. ст.) по длине упаковки. 1,2 - 11е=67, лопастные частоты 77, 130 Гц, 3,4- Яе=34, лопастные частоты 77, 130 Гц.
Для исследования более полного набора возможных реализаций распределения давления вдоль упаковки были проведены специальные эксперименты, в которых при неизменном числе Re изменялось число оборотов двигателя центробежного насоса, подающего жидкость в рабочий контур. Результаты эксперимента представлены на рис.11. Из рис. 11 видно, что чем больше "йэп тем меньше амплитуда полного перепада статического давления по длине упаковки. При увеличении числа пульсации давления, возникающие от столкновения потока с элементами упаковки, становятся больше по амплитуде и сравнимы с акустическими пульсациями, идущими от лопастей центробежного насоса.
На рис. 12 представлены экспериментальные данные по распределению статического давления внутри зернистого слоя, полученные на безпульса-ционном гидродинамическом контуре. Результаты экспериментов сравнивались с соответствующими измерениями распределения перепада статического давления по длине и сечению упакованного слоя, которые проводились на горизонтальном гидродинамическом контуре, с использованием центробежного насоса.
йР, ас ьодк. ст. лР, см. волн ст
—i—ri~Ti—i—i1 i -г- ■ Де=75 t i i . i i i i TV :"!—I Г ' Т-Ч-Ч -T T !■ Пе=120. i i i i i i i i ^
-I I T I I—I- 1 -1 -i— ч Re=40 . -r "I T-I I--I l r- j: Re=190
I 1 4 I I Н и И Н II I 1 4 < I 19 12 И II II 2»
I* см. и см.
Рис. 12. Распределение пристеночного перепада давления. 1 - полученное на горизонтальном гидродинамическом контуре с использованием центробежного насоса; 2 — полученное на безпульсационном
контуре.
t
—i - - -i —г-----1-Г"1 X
V x ^ т í
И II» 200
Re
Рис. 13. Коэффициент гидравлического сопротивления: 1 -зависимость Аэрова, Тодеса, 2 -зависимость на пульсационном контуре, 3 — зависимость Бори-шанского, 4 —зависимость на безпульсационном контуре.
Закон Дарси предполагает линейную зависимость перепада давления от продольной-координаты. В работе Аэрова, Тодеса говорится о влиянии входного эффекта в начале упаковки, где упомянутая линейность может нарушаться на расстоянии от входа в засыпку до 5 рядов элементов упаковки.
Сравнение наших экспериментов по измерению распределению перепада давления по длине засыпки в безпульсальци-онном и пульсационном контурах рис. 14 показали, что в без-пульсационных режимах течения жидкости закон Дарси выполняется, начиная с первых рядов шариков в диапазоне чисел -200.
В пульсационных режимах, распределения перепада давления отклоняется от линейного закона до чисел
Причем при низких числах эта нелинейность захватывает практически всю длину упаковки составляющей около 70 рядов шариков диаметром 3 мм. Отметим, что обнаруженная нелинейность в пульсационном режиме сказывается на уменьшение полного перепада давления и соответствующего гидравлического сопротивления упаковки до 20% при числе рис. 12,13.
Оценка коэффициента гидравлического сопротивления исследуемых засыпок из получен
ных перепадов статического давления по длине засыпки на гидродинамическом контуре с центробежным насосом и на безпульсационном гидродинамическом контуре рис. 13 проводилась по формуле:
(1)
где АРI - перепад статического давления по длине упакованного слоя, Ь=20 СМ - длина опытного участка, <1=3 мм - диаметр элемента засыпки, - плотность воды, - расходная скорость в пустом канале.
Для оценки коэффициента гидравлического сопротивления воспользовались обобщенными экспериментальными зависимостями Аэ-рова, Тодеса: / = 36.3 / Яе+ 0.45 (Яе < 1000) (2)
и Боришанского: / 40/Яе+4/1пКе ^
где Ле - число Рейнольдса, е- пористость, с1, О - диаметр шариков и внутренний диаметр опытного участка с упаковкой.
Для химической технологии одним из важнейших параметров эффективности тешюмас-собмена является коэффициент поперечной диффузии.
В пористой среде этот коэффициент достаточно высок, так как поперечная скорость и связанный с ней коэффициент конвективной поперечной диффузии близок к соответствующей продольной скорости и диффузии.
По началу возникла заманчивая мысль связать измеренную зависимость распределения перепада давления по длине с соответствующим распределением перепада давления по сечению упаковки в пульсационном
и безпульсационном режимах течения. Но в эксперименте выяснилось, что распределение давления поперек упакованного слоя практически не зависит от продольного распределения перепада давления в засыпках.
И как видно из рис. 14 распространяется гораздо дальше от входа в упаковку.
Было достаточно надежно установлена аналогия распределений продольного и поперечного перепада давлений. Так с повышением числа 1 отличие продольного перепада давления по длине от линейного стремилось к нулю, так же как и отличие давления в одном сечении у стенки и в центре канала с засыпкой. Причем на безпульсационном контуре, как видно из сравнения рис. 14 давление по сечению практически перестает меняться с чисел
Возможное физическое объяснение подобного влияния пульсаций от двигателя насоса на распределение давления по сечению упакованного слоя заключается в следующем. Жидкость в упаковке движется по каналам с наибольшим проходным сечением. В центре упакованного слоя это площадь проходных сечений существенно больше, чем у стенки. Поэтому при низких числах большая часть потока
жидкости идет в центре упаковки, где давление должно быть меньше, чем у стенки. Этот эффект исчезает с повышением числа Яе, когда сопротивление центральных и пристенночных каналов выравнивается и жидкость движется равномерно по всему сечению канала. При работе центробежного насоса, возникают естественные пульсации от лопаток центробежного насоса, что приводит к увеличению количества проходных каналов по всему сечению рабочего участка.
Четвертая глава содержит оценку значений коэффициента поперечной диффузии по экспериментальным данным из распределения давления внутри зернистого слоя на пульсационном и безпульсационном контурах. Сравнение полученных значений коэффициента поперечной диффузии с известными зависимостями позволяет говорить об отличии от них и увеличении поперечного переноса в зернистых средах в безпульсационном режиме течения. Среднее значение коэффициента эффективной диффузии оценивалось Аэровым и др. для хаотичной упаковки по формуле:
0э^=0.27(/0</, (4)
и равно 0.05 - 0.1. Среднее значение коэффициента для эффективной диффузии по числам Re оцененных поперечных скоростей из измерений давления на горизонтальном гидродинамическом контуре с использованием центробежного насоса равно 0.07, а на безпульсашюн-
ном гидродинамическом контуре равно 0.1, что соответствует указанному диапазону.
/ - данные Дервейлера, Фахи-на; 2 - теоретическая оценка диффузии через два вихря; 3 -данные Аэрова; 4 - данные Бернард, Виль-хельм; 5 - данные, полученные
на пулъсационном гидродинамическом контуре; 6 - данные, полученные на безпуль-сационном гидродинамическом контуре; 7-измерения ЛДА поперечной компоненты скоростив кубическойупа-
В безпульсационном режиме течения проходные каналы расположены вблизи центра рабочего участка при низких числах Яе<120, т.к. площадь поперечного сечения пор здесь выше, чем у стенки. Поэтому значение скорости в центре больше, чем в пристенночной области. В пульсационном режиме течения при низких числах Ле<120, количество проходных каналов по сечению рабочего участка больше, чем в безпульсационном, что связано с пульсацией потока на входе в упаковку. Следовательно, перепад давления между стенкой и центром упаковки, и соответствующий коэффициент поперечной диффузии (при низких числах Яе<120) в безпульсационном режиме течения больше, чем в пульсационном рис. 15.
Основные выводы и результаты работы:
1. Разработаны технические средства для измерения перепада статического давления внутри упакованного слоя, включающие датчик статического давления, многоканальный жидкостный манометр.
2. Изготовлен экспериментальный стенд, включающий безпульсаци-онный гидродинамический контур, согласованный с архитектурой технических средств измерения перепадов давления.
3. С помощью разработанных технических средств проведено экспериментальное исследование поля давления внутри зернистого слоя-хаотичной структуры. Впервые выявлена нелинейность распределения давления по длине упакованного слоя при числах в пульсационном режиме течения.
4. Выявлен новый механизм поперечного переноса внутри зернистого слоя в дотурбулентном диапазоне чисел Ше, зависящий от пульсаций потока на входе в упаковку, и определяемый неоднородностью распределения проходных каналов внутри упаковки.
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:
1. Борозденко Д.А., Волков В.И., Анисимов К.Г. Изучение распределения давления в зернистых средах. Проблемы гидродинамики и те-пло-массообмена. Сб. научных статей. Барнаул: изд. АГУ. 1999. -с. 54-59.
2. Борозденко Д.А., Волков В.И., Анисимов К.Г., Коновалов В.В. Ис-
следование распределение давления внутри зернистого слоя. Материалы II международной конференции "Совершенствование систем автомобилей тракторов и агрегатов" АлтТГУ, Барнаул 2000.-с. 102-103.
3. Borozderiko D.A., Anisimov K.G., Volkov V.I. и др. The research of
spectrum characteristics of flow and pressure distribution in bounded packed bed. "5th Workshop on Transport Phenomena in Two-Phase Flow, Orpheus'2000, September 11-16, Bulgaria", Proceedings, Edited by Christo Boyadjiev and Jordan Hristov, p. 99-102.
4. Борозденко Д.А., Волков В.И., Анисимов К.Г. Исследование структуры давления внутри зернистого слоя при переходных числах Рейнольдса Сб. тезисов докладов VII Международной конференции "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей ", часть 7, Новосибирск, 2000. - с. 27-29.
5. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А., Волков В.И., и др. Экспериментальное исследование структуры потока внутри зернистого слоя. Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике, т.1, Казань 2001.- с. 339-342.
6. Борозденко ДА., Бочкарев А.А., Волков В.И. Особенности градиентных задач при расчете пристеночных коэффициентов переноса.
Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике, т. 1, Казань 2001.-е. 365-368.
7. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А., Волков В.И. Исследование поля давления внутри зернистого слоя при переходе к турбулентности. Сб. тезисов докладов VIII Международной конференций "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей ", часть 8, Новосибирск, 2001. - с. 33-34.
8. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А., Волков В.И. Обтекание сферы медленным градиентным потоком жидкости. Сб. тезисов докладов VIII Международной конференций "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей ", часть 8, Новосибирск, 2001. -
с. 35-36.
9. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А. Поле давления внутри зернистого слоя. Сб. статей "Физика, радиофизика- новое поколение в науке" выпуск 2,2001.- с. 5-10.
10. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А. Влияние сферы на градиентное течение вблизи плоской стенки. Сб. статей "Физика, радиофизика -новое поколение в науке" выпуск 2,2001. - с. 11-14.
11. Борозденко Д.А., Волков В.И. Экспериментальное исследование полей скоростей и давления внутри зернистого слоя. Сб. тезисов докладов VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. 2001. - с. 115.
12. Borozdenko D.A., Konovalov V.V, Motorin A.V., Volkov V.I. The research of distribution a pressure on the section packed bed in transition numbers Reynolds. "6th Workshop on Transport Phenomena in Two-Phase Flow, Bourgas'2001, September 11-16, Bulgaria", Proceedings, Edited by Christo Boyadjiev and Jordan Hristov.-p. 93-96.
13. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А., Волков В.И., u др. Исследование гидравлических характеристик теплотехнических установок. Материалы международной научно-практической конференции "Проблемы энергосбережения. Теплообмен в электротермических факельных печах и топках" Книга II, Тверь 2001. - с 31-34.
14. Борозденко ДА. Изучение спектральных характеристик потока и распределение давления внутри зернистого слоя. Известия АГУ, №1,2001.-с. 94-95.
15. Борозденко Д.А., Утемесов РЖ Экспериментальное исследование распределения давления внутри зернистого слоя на воздушном потоке. Тезисы III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых "Физика, радиофизика - Новое поколение в науке", Барнаул, 2002. - с. 9-10.
04-150 10
16. Борозденко Д.А., Утемесов P.M. Высокотемпературное шлакование поверхностей нагрева. Тезисы III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых "Физика, радиофизика - Новое поколение в науке", Барнаул, 2002. - с. 69-70.
17. Борозденко Д.А., Кадышева С.С. Исследование поверхностного взаимодействия воды с границами различной кривизны. Тезисы VII Всероссийской конференции молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" Новосибирск, 2002. - с. 106-107.
18. Борозденко Д.А., Кадышева С.С. Межфазное взаимодействие на границе раздела. Тезисы Всероссийской конференции "Теория и приложения задач со свободными границами", Барнаул, 2002. -с. 39-41.
19. D.A. Borozdenko, V.I. Volkov. Free-convection instability in packing, International Conference Advanced Problems in Thermal Convection, Abstracts, Perm, 2003, p. 52-53.
20. Борозденко Д.А., Волков В.И., Утемесов Р.М Исследование влияния низкочастотных пульсаций на распределение давления внутри зернистого слоя при переходе к турбулентности. Сб. тезисов докладов IX Международной конференций "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей", часть 9, Новосибирск, 2004.-с. 33-34.
21. БорозденкоД.А., Волков В.И., Кадышева С.С. Датчик статического давления. RU БИМП №8,2 ч., 20.03.2004. - с. 482-483.
Подписано к печати Объем 1 пл. Заказ № iOZ-
Печать _ Бумага офсетНА*. Тираж 100 экз._
Типография издательства Алтайского государственного университета 656099, Барнаул, ул. Димитрова, 66
ВВЕДЕНИЕ.
1 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИДРОДИНАМИКИ
В ЗЕРНИСТЫХ СРЕДАХ.
1.1 Контактные и бесконтактные методы экспериментальных исследований потока внутри зернистого слоя.
1.2 Исследование гидродинамических характеристик потока в зернистых средах.
1.3 Обзор устройств для измерения давления и скорости в потоке жидкости.
1.4 Постановка задачи.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛОКАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ДАВЛЕНИЯ ВНУТРИ ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ.
2.1 Датчик статического давления.
2.2 Экспериментальная установка и способ измерения пристенночного распределения статического давления в упаковке из зернистых слоев
2.3 Беспульсационный гидродинамический контур.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ПО ПОЛЯМ ДАВЛЕНИЯ ВНУТРИ ЗЕРНИСТОГО СЛОЯ.
3.1 Распределение статического давления по длине зернистого слоя.
3.1.1 Погрешности измерений.
3.2 Распределение статического давления по сечению зернистого слоя. 43 3.2.1 Погрешности измерений.
3.3 Исследование влияния низкочастотных пульсаций на поле давления внутри зернистого слоя.
3.3.1 Исследование распределения давления по длине упакованного слоя при различных частотных пульсаций возникающих от центробежного насоса.
3.3.2 Экспериментальные результаты по распределению давления, полученные на беспульсационном гидродинамическом контуре.
3.3.3 Погрешности измерений.
3.3.4 Исследование спектральных характеристик потока внутри зернистого слоя.
4 ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ В ЗЕРНИСТЫХ СРЕДАХ И ОЦЕНКА СООТВЕТВУЮЩЕГО КОЭФФИЦИЕНТА КОВЕКТИВНОГО ПЕРЕНОСА.
4.1 Расчет модели переноса через два вихря.
4.2 Сравнение теоретических и экспериментальных исследований и оценка коэффициента конвективной дисперсии.
Актуальность работы.
Создание некоторых новых технологий и энергетических систем связано с использованием зернистых слоев. Зернистые слои имеют важное применение, главным образом, в каталитических и ядерных реакторах, а также в теплообменниках и в различных фильтрующих аппаратах. Величина перепада давления и соответствующее гидравлическое сопротивление закладываются в расчет проектируемых реакторов. Кроме этого, знание локального распределения давления внутри упаковки при всех режимах течения позволяет прогнозировать соответствующие процессы переноса тепла и массы между элементами и стенкой аппарата. Обычно в экспериментах молчаливо предполагается, что зернистый слой оказывает выравнивающее действие на поток, но в действительности осуществление равномерного потокораспреде-ления скоростей и соответствующего давления в упакованном слое является сложной проблемой. Неравномерности потока, генерируемые неподвижным зернистым слоем, связаны с разнообразными факторами: неравномерностью укладки зерен, пристенными эффектами, напряженным состоянием слоя, наличием постоянных контактов между частицами, приводящими к образованию непроточных зон и к спеканию зерен в случае высокотемпературных и других активных процессов. В результате влияния этих факторов снижается интенсивность процессов переноса и возникает их существенная неравномерность, которая может привести к локальному перегреву аппарата и выходу его из строя, кроме того, появляются трудности с перезагрузкой и обновлением зернистого слоя. Поэтому детальное знание поведения потока в упакованных слоях имеет большую практическую ценность и существенно для создания новых энергетических систем и технологий.
Из экспериментальных работ по гидродинамике и переносу в зернистых средах можно заметить, что локальная структура потока в засыпках недостаточно ясна, а результаты некоторых работ противоречат друг другу. Измерению давления в упаковках посвящено обширное количество работ, что обусловлено, прежде всего, требованиями производства различной химической продукции, получаемой в результате прогонки жидкости или газа через плотные слои упаковок. В большинстве известных экспериментальных работах определялся полный перепад давления на упаковках без выявления детальной структуры распределения давления по длине и сечению засыпки. Считалось, что если справедлив закон Дарси, то давление по длине упаковки падает по линейному закону. Цели работы.
Диссертация посвящена экспериментальному исследованию локальной структуры распределения давления при течении жидкости в зернистом слое. При этом ставились следующие задачи:
1. Разработка технических средств, для измерения распределения давления внутри зернистого слоя.
2. Изготовление экспериментального стенда, включающего беспульсацион-ный гидродинамический контур.
3. Экспериментальное исследование для давления внутри зернистого слоя.
4. Определение влияния пульсаций, возникающих в результате работы центробежного двигателя, на поле давления внутри зернистого слоя.
Практическая значимость
1. Разработано новое устройство - датчик статического давления, позволяющий определять статическое давление в потоках неизвестной направленности.
2. Разработан и изготовлен экспериментальный стенд, включающий бес-пульсационный гидродинамический контур и измерительную схему.
3. Получены экспериментальные данные по распределению статического давления по длине и сечению зернистого слоя в беспульсационном режиме течения и проведено сравнение этих данных с экспериментальными данными при наличии пульсаций.
Научная новизна работы
1. Впервые выявлено влияние низкочастотных пульсаций на распределение давления по длине упакованного слоя до чисел Re<200.
2. Экспериментально обнаружен новый механизм поперечного переноса внутри зернистого слоя, связанный с пульсациями потока на входе в упаковку, и предложена физическая интерпретация полученного эффекта.
3. Обнаружено и исследовано влияние входного размера щели для отбора статической составляющей давления, расположенной в зоне между шариками.
Основные положения, представляемые к защите.
1 Новый датчик статического давления, выполненный из элементов зернистого слоя, позволяющий измерять статическое давление в потоках неизвестной направленности, без искажения его структуры.
2 Экспериментальный стенд для гидродинамических исследований, включающий беспульсационный гидродинамический контур и измерительную схему.
3 Результаты экспериментальных исследований поля давления внутри зернистого слоя хаотичной структуры в дотурбулентном диапазоне чисел Re, которые выявили нелинейность перепада статического давления по длине упаковки в пульсационном режиме течения при числах Re<120 и наличии градиента давления по сечению зернистого слоя.
4 Новый механизм поперечного переноса внутри зернистого слоя в дотурбулентном диапазоне чисел Re<120, связанный с неоднородностью пористости по сечению упаковки, обусловленный градиентом давления в поперечном направлении.
Основные выводы и результаты работы:
1. Разработаны технические средства для измерения перепада статического давления внутри упакованного слоя, включающие датчик статического давления, многоканальный жидкостный манометр.
2. Изготовлен экспериментальный стенд, включающий беспульсационный гидродинамический контур, согласованный с архитектурой технических средств измерения перепадов давления.
3. С помощью разработанных технических средств проведено экспериментальное исследование поля давления внутри зернистого слоя хаотичной структуры. Впервые выявлена нелинейность распределения давления по длине упакованного слоя при числах Re<120 в пульсационном режиме течения и ее зависимость от низкочастотных пульсаций.
4. Получен новый механизм поперечного переноса внутри зернистого слоя в дотурбулентном диапазоне чисел Re, зависящий от пульсаций потока на входе в упаковку, и определяемый неоднородностью распределения каналов внутри упаковки.
Список условных обозначений
D - диаметр опытного участка; d - диаметр элемента засыпки; Uo - расходная скорость в пустом канале; v - кинематическая вязкость жидкости;
Re = - число Рейнольдса; в - пористость;
Рг - критерий Прандтля; f - коэффициент гидравлического сопротивления; улоп - лопастная частота центробежного двигателя; v06 - оборотная частота центробежного двигателя; п - количество лопастей; к - параметр, волновое число; К - относительная мощность звука; и' - амплитуда пульсаций скорости; Ра - акустическое давление; с - константа, скорость звука; р - плотность жидкости;
10 - предельное значение акустической интенсивности;
U* - максимальное значение продольной скорости;
U' - амплитуда пульсаций скорости; a, b - диаметры вихрей; иь u2 - скорости потока с двух сторон щели; uj', u2' - скорости вихрей;
Fi(l).F8(b) - силы трения на единицу длины 1, Ь; Si, S2 - параметры; гь г2 - параметры;
Qi(l).Q8(b) - диффузионный поток на единицу длины 1, Ь; с\,с2- концентрация в потоке с двух сторон щели;
CY, С2' - концентрация в вихрях; р(1) - средний коэффициент массопереноса;
Rei = uil/v; Re2 = u2I/v;
D3(j, - эффективный коэффициент дисперсии в зернистом слое; ji> )2, }з ~ потоки массы через соответствующие слои смешения;
51, 52, 53 — толщины турбулентных слоев смешения;
Di, D2, D3 - эффективные коэффициенты турбулентной диффузии;
Sc - число Шмидта.
Список условных обозначений к рисункам рис. 3.1, дР - перепад пристенночного давления по длине упаковки; L -длина упаковки; рис. 3.2, aPs - перепад статического давления по сечению упакованного слоя; aPi - полный перепад давления по длине упакованного слоя; R - радиус опытного участка; section 2, 4, 6, 8 - сечение 2, 4, 6, 8; рис. 3.3, дР8 - перепад статического давления по сечению упакованного слоя; aPi - полный перепад давления по длине упакованного слоя; R - радиус опытного участка; рис. 3.4, Р - перепад пристенночного давления по длине упаковки; х -длина опытного участка; рис. 3.5, дР - перепад пристенночного давления по длине упаковки; L -длина упаковки; рис. 3.6, дР8 - перепад статического давления по сечению упакованного слоя; aPi - полный перепад давления по длине упакованного слоя; R - радиус опытного участка; section 2,4, 6, 8 - сечение 2,4, 6, 8; рис. 3.7, дР - перепад пристенночного давления по длине упаковки; L -длина упаковки; пунктирная линия - линейная зависимость; рис. 3.8, f — коэффициент гидравлического сопротивления; рис. 3.9, дР8 - перепад статического давления по сечению упакованного // слоя; aPis = (дР! + aPj )/2- полный средний перепад давления по длине упако ванного слоя, (aPj - полный перепад давления по длине упакованного слоя на гидродинамическом контуре с использованием центробежного насоса; aPi -полный перепад давления по длине упакованного слоя на беспульсационном гидродинамическом контуре); R - радиус опытного участка; section 2, 4, 6, 8 - сечение 2, 4, 6, 8; рис. 3.10, относительные спектры продольных пульсаций скорости в правильных упаковках в зависимости от числа Струхаля, равному произведению частоты f на диаметр шарика d, поделенному на скорость в точке измерения U; рис. 3.11, [S(co)] - квадрат абсолютных значений частотных функций;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. БэтчелорДж. Введение в динамику жидкости. М.:Мир, 1973. - 329 с.
2. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. Л.: Химия, 1968.-512 с.
3. В.М. Ентов. "Теория фильтрации", Соросовский образовательный журнал, №2, 1998, с. 121-128.
4. J. Sederman. "Structure-flow correlation's in packed beds", Chem. Eng. Sci. №53, 1998, p. 2117/2128
5. Струминский В.В. Основные пути повышения эффективности технологических процессов. В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука, 1981, с. 7-13.
6. Струминский В.В., Павлихина М.Я. Экспериментальное исследование поля скоростей за стационарным зернистым слоем катализатора. В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука, 1981, с. 63-74.
7. Филиппов В.М. Измерение поля потока за неподвижным зернистым слоем. В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука, 1981, с. 13-29.
8. Кириллов В.А., Кузьмин В.А., Пьяное В.И., Канаев В.М. О профилескоро-сти в неподвижном зернистом слое. Доклады АН СССР, 1979, том 245, №1, с. 159-162.
9. Lerou J .J. and Froment G.F. Velocity, temperature and conversion profiles in fixed bed catalytic reactors. Chem. Engng. Sci., 1977, v. 32, №8, p. 853861.
10. Mickley H.S., Smith K.A. and Kochak E.I. Fluid flow in packed beds. Chem. Engng. Sci., 1965, v. 20, №3, p. 237-246.
11. Van der Merve D.F. and Gauvin W.H. Velocity and turbulence measurements of air flow througth a packed bed. AIChE journal, 1971, v. 17, №3, p. 519528.
12. Евсеев A.P., Накоряков B.E., Романов H.H. Локальная структура фильтрационного потока в кубической упаковке шаров при больших числах Рейнольдса. Изв. СО АН СССР. Сер. техн. наук. - 1989. - Вып. 1, с. 51-56.
13. Yevseyev A.R., Nakorykov V.E. and Romanov N.N. Experimental investigation of a turbulent filtrational flow. Int. J. Multiphase Flow, 1991, v. 17, №1, p. 103-118.
14. Akehato F., Sato K. Flow distribution in packed beds. Kagaku Kogaku (Chem. Eng., Japan.), 1958, v. 22, №7, p. 430-436.
15. Накоряков B.E. Исследование турбулентных течений двухфазных сред. -Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1973, с. 152.
16. Kubota Н., Ikeda М., Nishimura V. Note on flow-profile in packed beds. Kagaku Kogaku (Chem. Eng., Japan.), 1966, v. 4, №1, p. 58-61.
17. Колесанов Ф.Ф. Движение газа через слой кусковых материалов. М.: Издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1956, с. 4365.
18. Аэров М.Э., Умник Н.Н. Коэффициенты теплопроводности в зернистом слое. ЖТФ, 1951, том 21, №11, с. 1351-1352.
19. Табунщиков Н.П. Поле скорости газа в шахтных известковых печах. ЖПХ, 1956, том 29, №1, с. 32^10.
20. Краснушкина Н.В., Дилъман В.В., Сергеев С.П. Влияние профиля скорости потока в слое катализатора на производительность реактора синтеза аммиака. В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука, 1981, с. 74-79.
21. Абаев Г.Н., Попов Е.К. и др. Результаты исследования аэродинамики зернистого слоя на стендах и промышленных реакторах синтеза мономеров для синтетического каучука. — В сборнике "Аэродинамика в технологических процессах". М.: Наука, 1981, с. 79-91.
22. Cairns E.I. and Prausnitz I.M. Velocity profiles in packed and fluidized beds. Ind. and Engng. Chem., 1959, v. 51, №12, p. 1441-1444.
23. Волков В.И. Исследование гидродинамики и процессов переноса в пористых средах. Канд. дисс., Институт теплофизики СО АН СССР, Новосибирск, 1980. - 156 с.
24. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А. Аппараты со стационарным зернистым слоем. Л.: Химия, 1979. - 176 с.
25. V. Kasche. Simulation of Liquid Chromatography and Simulated Moving Bed (SMB) Systems. Technische Universitat Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Biotechnologie II, 1999, p. 57.
26. Жаворонков H.M., Аэров М.Э., Умник H.H. ЖФХ, 1949, т. 23, с. 342.
27. БатищевЯ.Ф. Известия вузов. Энергетика, 1975, №6, с. 91.
28. О. Bey, G. Eigenberger. Fluid flow through catalyst filled tubes Chem. Eng. Sci., 1997, № 52, p. 1365 1376
29. Miyatake O., Morita H., Shibata K. Heat transfer in fixed beds packed with cross-linked plastic particles subjected to melt-freeze cycles. Heat Transfer -Japanese Research, 1998,v. 26, № 4, p. 262 - 274.
30. G. Dunnebier, S. Engell, K. U. Klatt, H. Schmidt-Traub, J. Strube, I. Weirich. Modeling of Simulated Moving Bed Chromatographic Processes with Regard to Process Control Design. Computers chem. Engng., 1998, № 22, p. 855
31. C.-H. Li, B. A. Finlayson. Heat transfer in packed beds — a reevaluation Chem. Eng. Sci., 1977, № 32, p. 1055 1066.
32. Журба М.Г. Очистка воды на зернистых фильтрах. Львов: Издательство Львовского университета, 1980, 200 с.
33. J. Comiti. "Mass transfer in fixed beds", Chem. Eng. Sci. № 55, 2000 p. 5545/5554
34. M. L. Johns, A. J.Sederman. "Local Transitions in Flow Phenomena through Packed Beds Identified by MRI", AIChE J. № 46,2000, p. 2151/2161
35. J. C. Thomeo, J. T. Freire. "Heat transfer in fixed bed: a model non-linearity approach", Chem. Eng. Sci. № 55,2000, p. 2329/2338
36. M. Winterberg, E. Tsotsas. "Impact of Tube-to-Particle-Diameter Ratio on Pressure Drop in Packed Beds", AIChE J. № 46, 2000, p. 1084/1088
37. В. V. Babu, K.K.N. Sastryl. "Estimation of heat transfer parameters in a trickle-bed reactor using differential evolution and orthogonal collocation", Chemical Engineering № 23, 1999, p. 327-339
38. T. Tsuji, R Narutomi, T Yokomine, S. Ebara, A.Shimizu. "Unsteady three-dimensional simulation of interactions between flow and two particles", International Journal of Multiphase Flow № 29, 2003, p. 1431-1450.
39. Ping Li, Guo huaXiu, A.E. Rodrigues. "Analytical Solutions for breakthrough curves in a fixed bed of shell-core adsorbent", AIChEJ № 49 (11), 2003, p. 2974-2979.
40. Mirjana Minceva and A.E.Rodrigues, "Cyclic steady state of simulated moving bed processes for enantiomers separation", Chem Eng and Processing №42(2), 2003, p. 93-104
41. В.J. Motil, V. Balakotaiah, and Y. Kamotani. "Gas-Liquid Two-Phase Flow Through Packed Beds in Microgravity", AIChE J. № 49 (3), 2003, p. 557565.
42. А.Ф. Глебов, Б.П. Сибиряков, Е.Б. Сибиряков. "Многоволновая сейсморазведка и прикладная геодинамика нефтегазоносных структур", Труды школы-семинара "Физика нефтяного пласта", 2002, с. 222 228.
43. О.М. Соковнин, С.Н. Загоскин. "Определение адсорбционной емкости фильтрующего зернистого слоя", Химическая промышленность, т. 80, №6, 2003, с. 48-50.
44. В. Clarke, G. Fawcett, J.E. Mittenthal. Netscan: A Procedure for Generating Reaction Networks by Size, 2002, p. 38.47. 77.77. Кремлевский. Расходомеры и счетчики количества: Справочник. JL: Машиностроение, 1989.
45. А. с. 2001111877/28 US. Способ измерения перепада давления, зонд и система для осуществления этого способа/ Эванс Р.Н., Бичи Т.К. Опубл. 20.07.2003 RU БИПМ №20.
46. А. с. 2002110135/28 RU. Первичный преобразователь расходомера переменного перепада давления/ Бычков Ю. М. Опубл. 20.01.2004 RU БИПМ №2.
47. Скуба Б.Н., Голик В.В., Шулъга КВ. Полупроводниковые датчики пульсаций давлений. Приборы и системы управления, 1982, №6, с.27
48. Крылов Е.И., фирма КТЦ-МК, 17.01.99, Датчики давления с нормализованным выходным сигналом фирмы Motorolla МРХ-500, http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/publ/sensor/axel.htm
49. Борозденко Д.А., Кадышева С. С. Межфазное взаимодействие на границе раздела. Тезисы Всероссийской конференции "Теория и приложения задач со свободными границами", Барнаул, 2002. с. 39-41.
50. Борозденко Д.А., Волков В.И., Кадышева С.С. Датчик статического давления. RU БИМП №8,2 ч., 20.03.2004. с. 482-483.
51. Джейкот М., Парфит Дж. Химия поверхностей раздела-М.: Мир, 1984-269 с.
52. Беляшевский Н.Н., Бугай Н.Г. Гидравлическая структура потока в отдельной поре при нелинейной фильтрации. В сборнике "Фильтрация воды в пористых средах". Киев, 1978, с. 15-24.
53. Борозденко Д.А., Волков В.И., Анисимов КГ. Изучение распределения давления в зернистых средах. Проблемы гидродинамики и тепломассообмена. Сб. научных статей. Барнаул: изд. АТУ. 1999. с. 54-59.
54. Волков В.И., Мухин В.А., Накоряков В.Е. Исследование структуры течения в пористой среде. ЖПХ, 1981, том 34, №4, с. 838-842.
55. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А., Волков В.И., и др. Экспериментальное исследование структуры потока внутри зернистого слоя. Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике, т.1, Казань 2001.- с. 339-342.
56. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А. Поле давления внутри зернистого слоя. Сб. статей "Физика, радиофизика новое поколение в науке" выпуск 2, 2001.-с. 5-10.
57. Борозденко Д.А., Волков В.И. Экспериментальное исследование полей скоростей и давления внутри зернистого слоя. Сб. тезисов докладов VIII Всероссийского съезда по теоретической и прикладной механике. 2001. -с. 115.
58. Карпенко Ю.В., Коротченко Г.И., Ноздрин Г.Н., Фомичев М.С. Экспериментальное исследование колебаний давления жидкости в циркуляционном контуре при работе центробежного насоса. Теплоэнергетика, 1987, № 1, с. 69-71.
59. Крайнов В.П. Качественные методы в физической кинетике и гидрогазо-динамике.-М.: Высшая школа, 1989, с. 202.
60. Боришанский В.М., Виноградов А. С., Лузин И.П., Тигарев И.П. Гидравлическое сопротивление засыпок из сферических частиц. Теплоэнергетика, 1980, № 1, с. 61-63.
61. Mangold М., Kienle A., GILLES Е. State estimation of a distributed parameter fixed bed reactor system with oscillations. In: International Symposium on Advanced Control of Chemical Processes ADCHEM '97, S. 207-212, Banff, Canada, 1997. IFAC.
62. Aguilera Soriano G., Titchener-Hooker N. J., Ayazi Shamlou P. The effects of processing scale on the pressure drop of compressible gel supports in liquid chromatographic columns. Bioprocess and Biosystems Engineering, 1997, v 17, № 2, p. 115-119.
63. M. Pons, P. Dantzer, J. J. Guilleminot. A measurement technique and a new model for the wall heat transfer coefficient of a packed bed of (reactive) powder without gas flow Int. J. Heat Mass Transfer, 1993, № 36 p. 2635 2646.
64. G. Dixon. Wall and particle-shape effects on heat transfer in packed beds. Chem. Eng. Comm., 1988, № 71, p. 217 237.
65. K. Schnitzlein, H. Hoffmann. An alternative model for catalytic fixed bed reactors Chem. Eng. Sci., 1987, № 42, p. 2569 2577.
66. Carmo J. Pereira. "Environmentally friendly processes", Chem. Engng. Sci. №54, 1999, p. 1959- 1973
67. M. Bauer. "Two-phase models for the fixed bed reactor Poster-Session", SCCEII Report 29, Technische Universitat Hamburg-Harburg, 1999
68. Волков В.И. Изотермическое течение жидкости в упаковке из сфер. ИФЖ, 1985, том XLIX, N5, с. 827-833.
69. Борозденко Д.А. Изучение спектральных характеристик потока и распределение давления внутри зернистого слоя. Известия АТУ, № 1, 2001. -с. 94-95.
70. Борозденко Д.А., Утемесов P.M. Высокотемпературное шлакование поверхностей нагрева. Тезисы III Сибирской научной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых "Физика, радиофизика Новое поколение в науке", Барнаул, 2002. - с. 69-70.
71. D.A. Borozdenko, V.I. Volkov. Free-convection instability in packing, International Conference Advanced Problems in Thermal Convection, Abstracts, Perm, 2003, p. 52-53.
72. Борозденко Д.А., Бочкарев A.A., Волков В.И. Особенности градиентных задач при расчете пристеночных коэффициентов переноса. Материалы докладов Российского национального симпозиума по энергетике, т.1, Казань 2001. с. 365-368.
73. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А., Волков В.И. Обтекание сферы медленным градиентным потоком жидкости. Сб. тезисов докладов VIII Международной конференций "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей ", часть 8, Новосибирск, 2001. с. 35-36.
74. Борозденко Д.А., Бочкарев А.А. Влияние сферы на градиентное течение вблизи плоской стенки. Сб. статей "Физика, радиофизика — новое поколение в науке" выпуск 2,2001. с. 11-14.
75. Римский-Корсаков А.В., Баженов Д.В., Баженова JI.A. Физические основы образования звука в воздуходувных машинах.-М.: Наука, 1988.173 с.
76. Волков В.И., Мухин В.А., Накоряков В.Е. Исследование структуры течения в пористой среде. ЖПХ, 1981, том 34, №4, с. 838-842.
77. Волков В.И., Мухин В.А., Накоряков В.Е. и др. Исследование гидродинамики пристенного слоя на модели кубической упаковки. ПМТФ, 1980, N6, с. 58-64.
78. Волков В.И., Мухин В.А., Титков В.И. Неустойчивость течения жидкости в засыпках. Сб. трудов V Международного семинара: Устойчивость гомогенных и гетерогенных жидкостей, часть I, 1998, с. 43-49.
79. Бадатов Е.В., Слинъко М.Г., Накоряков В.Е. Математическое моделирование процессов переноса в отрывных течениях с ламинарной областью смешения. Теоретические основы химической технологии. 1970, том 4, №5, с. 687-693.
80. Анисимов К.Г., Волков В.И. Математические модели фильтрации и переноса // Проблемы гидродинамики и тепломассообмена. Барнаул: Изд-во АТУ, 1999.-С. 37-50.
81. Бадатов Е.В., Слинько М.Г., Накоряков В.Е. Математическое моделирование процессов переноса в отрывных течениях с ламинарной областью смешения. Теоретические основы химической технологии. 1970, том 4, №6, с. 864-864.
82. Шейдеггер А.Э. Физика течения жидкости через пористые среды. М.: Гостоптехиздат, 1960, с. 38^42.
83. Голубев B.C. Гидродинамическая дисперсия и динамика сорбции в пористой среде с застойными зонами. ДАН СССР, 1978, т. 23, №25, с. 1161.
84. Николаевский В.Н. Капиллярная модель диффузии в пористых средах. Известия АН СССР, 1959, №4, с. 146
85. Иоффе ИИ, Письмен JI.M. Инженерная химия гетерогенного катализа. -Л.: Химия, 1972.
86. Касаманян М.А., Кириллов В.А., Матрос Ю.М. Перенос вещества в свободном объеме неподвижного зернистого слоя. ИФЖ, 1973, т. 25, № 1, с. 36
87. Левич В.Г., Маркин B.C., Чизмаджиев Ю.А. О гидродинамическом перемешивании в модели пористой среды с застойными зонами. ДАН СССР, 1966, т. 166, №6, с. 1401
88. Левич В.Г., Письмен Л.М., Кучанов С.Н. О гидродинамическом перемешивании в зернистом слое. Физическая модель застойных зон. ДАН СССР, 1966, т. 168, №2, с. 392.
89. Письмен Л.М., Кучанов С.Н., Левич В.Г. Поперечная диффузия в зернистом слое. ДАН СССР, 1967, т. 174, №3, с. 650.
90. Кучанов С.Н., Левич В.Г., Письмен Л.М. Поперечная диффузия и теплопроводность в зернистом слое. ПМТФ, 1967, №3, с. 45.
91. Prausnitz I.M. and Wilhelm R.H. Turbulent concentration fluctuations in a packed bed. Ind. and Engng. Chem., 1957, v. 49, №6, p. 978-984.
