Тема магистерской  диссертации

Анализ эффективности применения кипящего слоя в тепломассообменном

оборудовании энергетических объектов

 

Тема МД сформулирована в соответствии с запросом ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьэнерго»

.                                                                                  .

^{(стратегический партнёр, работодатель, подразделение (службы) АГТУ и т.д.)}

Утверждена распоряжением директора института (распоряжение от «____» ______20   г. №  

 

РУКОВОДИТЕЛЬ МАГИСТЕРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

.                       Исаев Александр Павлович, к.т.н.                   .

^{(фамилия, имя, отчество – полностью, учёная степень, учёное звание)}

_____________________________________________________________________________

Утверждена распоряжением директора института (распоряжение от «____» ____20   г.  № 

 

 

Представление магистерской

диссертации на кафедру                                                             «____» ______ 2021 г.

 

Дата защиты                                                                                 «____» ______ 2021 г.

 

 

 

Целевая установка и исходные данные:

Магистерская диссертация должна соответствовать ФГОС и должна показать компетентность и возможности студента работать с актуальной проблемой (вопросом) теплоэнергетики (достаточно быстро выйти на современный информационный уровень по проблеме, сделать обзор опубликованных работ по проблеме, оценить её конкретное содержание (научное, техническое, технико-экономическое), оценить и проанализировать основные направления её решения, в качестве примера более подробно рассмотреть один из вопросов проблемы и при необходимости обосновать свою позицию с помощью анализа, расчётов и т.п.

 

№ п/п	Перечень чертежей, подлежащих разработке	Формат, количество
1	Актуальность, цели и задачи проекта	1 слайд
2	Понятие псевдоожиженного слоя	7 слайдов
3	Способы и методы улучшения тепловых процессов в псевдоожиженном слое	12 слайдов
4	Глубокая утилизация теплоты уходящих дымовых газов	8 слайда
5	Оценка экономической выгоды от защитного кожуха	3 слайда
6	Выводы	1 слайд

Научный руководитель магистерской диссертации:                        ___________________

                ^{(подпись)}

 

№ п/п	Содержание расчётно-пояснительной записки (перечень вопросов, подлежащих разработке)	Консультанты
1	Введение
2	Понятие псевдоожиженного слоя
3	Способы и методы улучшения тепловых процессов в псевдоожиженном слое
4	Глубокая утилизация теплоты уходящих дымовых газов
5	Оценка экономической выгоды от защитного кожуха
6	Оценка экономической выгоды от защитного кожуха
7	Заключение

 

Научный руководитель магистерской диссертации:                        ___________________

                          ^{(подпись)}

Основная рекомендуемая литература

При выполнении МД используется перечень литературы по различным аспектам теплоэнергетики, имеющейся в Интернете и в библиотеке АГТУ. Новые публикации как по проблемам теплоэнергетики в целом, так и по конкретному направлению данной МД студент должен изучать по периодической литературе – журналам: Теплоэнергетика, Электрические станции, Промышленная энергетика, Новости теплоснабжения, Известия вузов – Проблемы энергетики, Известия РАН – Энергетика, Известия вузов – Машиностроение, Известия вузов и энергетических объединений стран СНГ, Энергетик, Энергосбережение и водоподготовка, Альтернативная энергетика и экология, Газотурбинные технологии и др.

Задание принял к исполнению «_ __ _» __ __ __ 20___ г.      Студент _______________

                                                                                                                                                        ^{(подпись)}

 

УТВЕРЖДАЮ	К заданию на магистерскую диссертацию
Заведующий кафедрой «Теплоэнергетика и холодильные машины» _____________ к.т.н., доц. Ильин Р.А.        (подпись) «_____»_________20___ г.

 

 

КАЛЕНДАРНЫЙ ГРАФИК

подготовки магистерской диссертации

 

№ п/п	Разделы, темы и их содержание, графический материал	По плану		По факту		Отметка руководителя о выполнении
		Дата	Объём в %	Дата	Объём в %
1	Введение		4		4
2	Типы псевдоожиженного слоя		11		11
3	Способы и методы улучшения тепловых процессов в псевдоожиженном слое		15		15
4	Тепловой расчёт змеевикового теплообменника		21		21
5	Расчёт абразивного износа поверхности трубок змеевика		23		23
6	Оценка экономической выгоды от защитного кожуха		14		14
7	Заключение		2		2
8	Разработка электронной презентации (32 слайдов)		10		10

 

 

Руководитель магистерской диссертации:                                         _________________

                            ^{(подпись)}

Студент: _____________                                                             «____»________20  г.

                               ^{(подпись)}

Содержание

Введение…………………………………………………………………...	6
1 Понятие псевдоожиженного слоя………………………………………..	8
1.1 Типы псевдоожиженного слоя………………………………………	8
1.2 Контроль параметров псевдоожиженного слоя……………………	14
1.3 Влияние свойств дисперсной фазы на режим псевдоожижения….	15
1.4 Силы в псевдоожиженном слое……………………………………..	17
1.5 Использование псевдоожиженного слоя…………………………...	20
2 Способы и методы улучшения тепловых процессов в псевдоожиженном слое…………………………………………………...	30
2.1 Измерение эффективной теплопроводности и температуропроводности…………………………………………...	30
2.2 Интенсификация теплопередачи в трубчатом теплообменнике….	35
2.3 Интенсификация теплообмена в высокотемпературном кипящем слое……………………………………………………………………	43
2.4 Влияние на коэффициент теплоотдачи давления и температуры слоя……………………………………………………………………	53
3 Глубокая утилизация теплоты уходящих дымовых газов……………...	60
3.1 Виды теплообменников……………………………………………...	60
3.2 Тепловой расчёт змеевикового теплообменника…………………..	66
3.3 Расчёт теплообменника со стальным змеевиком, погруженного в  псевдоожиженный слой……………………………………………..	71
3.4 Проблема абразивного износа теплообменного оборудования……	81
3.5 Расчёт абразивного износа поверхности трубок змеевика…………	82
4 Оценка экономической выгоды от защитного кожуха…………………	90
Заключение……………………………………………….……………….	96
Список литературы……………………………………………………….	97

 

Введение

 

Более шестидесяти производственных процессов используют в глобальных масштабах технологию псевдоожижения частиц, все обширнее  проникающую в такие области промышленности как нефтепереработка, металлургия, пищевая и химическая отрасли, медицина, производство строительных материалов,  теплоэнергетика и другие.

Кипящий слой имеет развитую межфазную поверхность, обусловленную небольшими размерами материала слоя. За счёт активного промешивания твёрдых частиц, его свойства (температура, концентрация  и прочие)  выравниваются для всего объёма ожижения.

Процесс псевдоожижения сопутствует вынос частиц потоками ожижающего агента, что иногда требует специальных улавливающих устройств на выходе из аппарата. Так же происходит абразивный износ оборудования, делающий актуальным изучение вопроса истирания тел, погруженных в псевдоожиженную среду.

Актуальность исследования:

Эффективность теплоэнергетических установок характеризует степень использования теплоты сжигаемого топлива. Теплообменники на пути потока топочных газов собирают уносимую из камеры сгорания теплоту и передают её теплоносителю в трубах: воде и водяному пару. Есть необходимость в методах интенсификации теплообмена для более глубокой утилизации теплоты дымовых газов и понижения температуры этих газов до минимума.

Цель исследования:

Анализ эффективности применения кипящего слоя в тепломассообменном оборудования энергетических объектов.

Задачи исследования:

‒ Изучить свойства псевдоожиженного слоя;

‒ Рассмотреть методы улучшения теплообмена между псевдоожиженным слоем и погружённым в него телом;

‒ Оценить разницу между змеевиковыми теплообменными аппаратами без и с псевдоожиженным слоем;

‒ Сравнить теплообменные свойства стали и меди;

‒ Найти решение проблемы абразивного износа теплообменника в условиях стирания стенок трубок твёрдыми частицами кипящего слоя;

‒ Проанализировать экономическую выгоду от применения защитного кожуха.