Шины. Некоторые проблемы эксплутации и производства - Ильясов Р.С.
ISBN 5-7882-0140-3
Скачать (прямая ссылка):
(61)
Понижение давления в десорбере осуществляется за счет отвода инертного газа вакуумным насосом и конденсации смеси паров на охлаждающих поверхностях.
Математическое описание процесса конденсации паров при отсутствии инертного газа сводится к уравнению теплового баланса:
а расчетная хладопроизводительность холодильного агрегата определяется формулой:
Вторая стадия десорбции представляет собой теплообмен в слое адсорбента при радиальной фильтрации теплоносителя [531]. Процесс десорбции понижением давления осуществляется в адиабатических условиях, при этом количество десорбирующегося пара растворителя зависит от изменения теплосодержания насыщенного адсорбента и остаточного давления в аппарате. Периодический подвод тепла к адсорбенту обеспечивает высокую скорость испарения адсорбированного растворителя. Поэтому для устранения выделения паров растворителя в окружающую среду нагрев адсорбента осуществляют конвекцией в замкнутом цикле теплоносителя [532]. Дифференци-
dQ = м0 • ; Ul,-U)C„1-dTM-u?rimi-du?r1m, , (62)
11
i=l
11
517
альное уравнение переноса энергии для парогазовой смеси в цилиндрических координатах [533] при равномерном распределении теплоносителя в слое адсорбента записывается в виде:
ЭТ Qv ЭТ
+ v
af
di F¦ 8 ЭЯ
(Tm T), (64)
а дифференциальное уравнение теплового баланса для адсорбента без учета термического сопротивления его гранул имеет вид:
ЭТ\
af
(Т-Тм)
(65)
дх С • р0 • (l - е)
Краевые условия для системы уравнений (64), (65) можно записать как граничные условия:
T(t,Rm,M)=TH = const (66)
начальные условия:
TM(0,Rj = TM„ (67)
T(0,R„„) = TM„ (68)
Для гранул адсорбента, обладающих термическим сопротивлением, теплообмен с парогазовой смесью осуществляется в сочетании с теплопроводностью внутри самой гранулы:
/
ат
м
д х
= a
ат
м
Эх
а х
(69)
В этом случае краевые условия (66)-(68) дополняются граничным условием третьего рода:
X-
ЭТ,
м
Эх
=«(тм-т)
' x=R.
(70)
518
и условием симметрии:
= О
(71)
дх
х=0
Нагрев адсорбента парогазовой смесью обеспечивает перераспределение паров по сечению гранул. Начальное условие перед последующей стадией вакуумирования может быть записано аналогично формулам (67) и (68), если:
Третьей стадией десорбции является удаление паров из капиллярно-пористого адсорбента понижением давления во втором периоде процесса [534]. В этом процессе наблюдается постепенное углубление зоны испарения вглубь гранул. Для описания процесса тепломассопереноса можно использовать приближенное решение задачи, предложенное в [530]. Согласно этому решению распределение содержания паров и температуры для зоны испарения и зоны, содержащей пары растворителя, можно представить в следующем виде:
U (0, Ran, x) = UH
(72)
(73)
X = (х _т V-________________________5:
ММ V Мп ?
(74)
•(uui-U5i) (75)
ms) (76)
519
Граничные условия для системы уравнений (73)-(76) записываются по зонам: для зоны испарения:
ТМ„=Т (77)
и -и
am]iPo Z *" amliPo^li
(78)
Uni = «ф,
р
i
Р
V Mi у
(79)
для зоны, содержащей пары растворителя:
г
Т -Т
Ч *Мп 1
Л#1 —
Rm-S
* (Тмц ^Мп )
-?чА(т) (80) i=i
а
mli
TJ _TJ т _т
Uni I X Мп м$
f li у
+
кр Р."Ре
Ро
= 2а
m2i
и,- - и •
-Й---------—+ 5.
R
ТМц
RM-4
(81)
Скорость углубления поверхности испарения - 4 определяется по методике, основанной на анализе температурных кривых [530] и в общем виде может быть представлена уравнением регрессии:
520
^(х) = b0 + Ь,т + Ь2т2 + Ь3т3 +... (82)
Связь между температурой адсорбента и парциальным давлением i-ro компонента на поверхности испарения определяется уравнением [534]:
/
P5i = ехр<
2°iP„Pi
-в,/тМ?
у
(83)
Поток паров по i-му компоненту - jni (х) зависит от режима работы конденсатора и может быть определен по уравнениям (62) и (63), а скорости изменения парциальных давлении компонентов - dPj / dr и температуры паровой смеси - dT / dx по уравнению материального и теплового балансов.
Блок схема алгоритма расчета процесса десорбции по математической модели, представленной системой уравнений (58)-(83), приведена на рисунке 75.
Расчет по этому алгоритму ведется в следующей последовательности. После ввода исходных данных, представляющих собой сведения о теплофизических характеристиках конденсированных жидкостей, паров, газа, насыщенного адсорбента и свойствах дисперсного слоя, ЭВМ проверяет условие, по которому определяется дальнейший порядок вычислительных операций. Если начальное содержание паров в адсорбенте больше содержания паров в первой критической точке (U>UKpl), то расчет ведется по уравнениям (58)-(61), относящимся к первому периоду десорбции. При U<UKp, расчет ведется по уравнениям (73)-(83), описывающим процесс десорбции во втором периоде. Одновременно с расчетом кинетики процесса определяются режимные параметры системы конденсации по уравнениям (62) и (63), после чего проверяется соотношение между остаточным давлением в десорбере и заданным оптимальным значением.
521
Рис. 75. Блок-схема алгоритма расчета.
Если остаточное давление в десорбере ниже заданного, то процесс нагрева слоя адсорбента рассчитывается без учета термического сопротивления гранул (при Х>Х эф), или с его учетом.
