Рефераты ғылыми жетекші: техника ғылымдарының докторы, профессор М. Ж. Досжанов Қызылорда, 2012 ж

Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университеті

6М072400– Техникалық машиналар мен жабдықтар (сала бойынша)

мамандығы бойынша техника ғылымдарының магистрі

академиялық дәрежесін алу үшін дайындалған диссертациясының

докторы, профессор М.Ж.Досжанов

Қызылорда, 2012 ж.

Жұмыс Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің «Мұнай және газ өнеркәсібі машиналары мен жабдықтары» кафедрасында орындалған.

Ғылыми жетекшісі: техника ғылымдарының

докторы, профессор

М.Ж. Досжанов

Ресми оппоненті: техника ғылымдарының

кандидаты, доцент

Н.Т. Сейтханов

орғау «___» _____________2012 ж. сағ. ____ -де Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінде болады.

Магистрлік диссертация Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің ғылыми-техникалық кітапханасына қойылады.

Химиялық, мұнайгаз өңдеуші, металлургиялы және энергетикалық өндірістерде газдар немесе сұйықтарды суыту мен қыздыруға көбінесе скрубберлер мен градирналар қолданылады [1,2,3].

Тақырыпты әзірлеуге негіз болып, химия және онымен байланысты өнеркәсіп салаларында массаалмасу процесстерін жоғары тиімділікпен жүзеге асыру барысындағы төмен энергия және күрделі шығындардағы аппараттарды құру қажеттілік болып табылады. [16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26].

Мұндай аппараттарды шаң ұстау және жылумассаалмасудың жоғары қарқындылығы мен бейімділігіне көз жеткізуге болады. Осыған байланысты соқтығысушы ағындағы аппараттың гидродинамикалық параметрлерін зерттеу өзекті мәселе болып табылады. Дегенмен де бұл аппарат конструкциясы да қазіргі заман талаптарына жауап беретіндей жетілдіруді талап етеді. Осы бағыттағы зерттеулер ғылыми өзекті мәселе болып табылады.

өнеркәсіптердің барлық салаларында әсерлеуші жылумассаалмастырғыш аппараттар кеңінен қолданылады. Міне, осыған байланысты магистрлік диссертацияның тақырыбында кеңінен белгілі зерттеу әдістері орын алды. Ол:

- орындалған әдеби шолулар кезінде жүйелі жылжымалы тұтқаманың жаңа конструкциясы әзірленді;

- соқтығысушы ағындағы аппараттың гидравликалық кедергісінің режимдік және конструктивті параметрлерге тәуелділігі анықталады.

- зерттеу нәтижелерін талдау және қорытындылау негізінде соқтығысушы ағынды аппараттың гидравликалық кедергісін есептеуге арналған теориялық тұрғыдан өрнек алынды.

Алынған нәтижелері, оның жаңашылдылығы, ғылыми және іс-тәжірбиелік құндылығы: тәжірибеде осының барлығы, сол бір режимге әртүрлі атаулардың қолданылуына алып келеді.

Жасалған сараптама негізінде төмендегідей қорытынды жасауға болады. Көпшілік жағдайда жаңадан ойлап табылатын, түзілетін аппараттардың конструкциялары бойлай-көлденең секциялау принциптеріне сай келе бермейді, сондықтан өндірістік масштабтағы аппараттар жасалғанда, олардың тиімділігі сенімділігі қазіргі талаптарды қанағаттандыра алмайды.

Жоғарыда айтылған ойлар негізінде, магистрлік диссертацияның міндеттері төмендегідей болып анықталады:

• 
  бойлай-көлденең секциялау принциптеріне сай келетін саптама конструкциясын түзу;
  
• 
  аталған сипаттаманың гидродинамикалық және массаалмасу сипаттарын көрсеткіштерін бағалау мақсатында эксперименттік зерттеулер жүргізу;
  
• 
  зерттеулер нәтижелеріне теориялық тұрғыдан негіздемелер жасау.
  

Зерттеулер нәтижесінде алынған графикалық тәуелділіктер мен кестеге жинақталған мәліметтер өнеркәсіптің түрлі салаларында массаалмасу процестерін жүзеге асыруда, соқтығысушы ағындағы аппараттарды әзірлеу барысында ғылыми және инженерлі- техникалық қызметкерлермен, сондай-ақ жобалаушылармен басшылыққа алынуы мүмкін.

Маңызды проблемалардан туындайтын мәселе ол, массаалмасу аппараттардың жаңа конструкцияларын жасау(түзу) нәтижесінде процестерді интенсивтендіру және аппараттың салыстырмалы өнімділік артуды мақсаттардың шешімі зерттелінді. Сонымен қатар конструкциясы қарапайым болғандықтан олар, көпшілік жылу- массаалмасу, газ тазалау процестерін жүзеге асыру үшін кеңінен ұсынылды. Патенттік зерттеу және әдебиеттік шолуларды сараптау нәтижесінде әртүрлі конструкциялы табақшалардың тиімділігімен кемшіліктері анықталды.

Қарастырылған теңдеулер газдың төменгі жылдамдығында жұмыс істейтін тесілген табақшаларға қатысты. Мұндай жағдайда, шашырандыны алып кетудің белсенділігі сепарациялық кеңістіктің шамасына байланысты болған кездегі шашырандыны алып кетудің бірінші механизмі орын алады.

Сонын салдарынан теориялық талдау жүргізілді.

Нақты берілгендерді жалпылау негізінде сұйықты тасымалдау есебінен жүретін шашырандыны алып кетудің келесі үлгісі ұсынылған:

• 
  газсұйықтық қабаттың құрылымдық элементі ретінде газ ағынымен диспергирленген сұйықтық әртүрлі формадағы бөлшектері болып табылады;
  
• 
  тасымалданатын алып кету диаметрлері қалқып жүрген тамшылар диаметрлерінен төмен болып келген тамшылардан тұрады.
  

Мұндағы - қалқып жүрген тамшылар диаметрі;

Диссертацияда барлық жүргізілген ғылыми-зерттеу жұмыстарымен алынған жаңалықтар жылу-массаалмасу аппараттарына қойылатын талаптарды қанағаттандыру мақсатында олардың жаңа конструкцияларын құрастыруға бағытталған.

Ізденістердің нәтижесінде кейбір кемшіліктерді жою мақсатында, газ бен сұйық ағындарының өзара әрекеттесуінің жаңа тәсілмен жұмыс істейтін, саптамалары алуан түрлі, конструкциялары әртүрлі аппараттар құру мүмкіндігі бар.

Жылжымалы тұтқасы бар (ЖТ) аппараттарын игеру, зерттеу өндіріске ендіру, тұтқалы массалмастырғыш аппараттарын анағұрлым дамыған конструкциясын жасауға мүмкіндігін береді.

Қазіргі кезде түрліше тағайындалудағы құйынды аппараттардың елеулі мөлшердегі түрлері құралып мақсатта қолдануда, атап айтқанда олардың ішінде бағыттас ағынын центрден тебу аппаратты елеулі орын алады.

Қарастырылған теңдеулер газ бен сұйықтың әсерлесуі кезінде жүретін массаалмасу процесінің жылдамдығын сипаттау үшін массаберу коэффициенттерін қолданады.

Сонымен, жүргізілген анализ газ және сұйық фазаларындағы массаберу коэффициенттерін анықтау үшін міндетті түрде экпериментті зерттеулер жүргізілуі қажеттілігін көрсетеді. Ол зерттеулер анықталатын факторлардың массаберу коэффициентіне сапалық және сандық әсерлерін нақты анықтауға мүмкіндік береді.

Түрлі техникалық процестердің алуан түрлі аппаратуралық қамтамасыз етілуне қарамастан, қолданылып жүрген центрден тепкіш аппарат конструкциясының жалпылама белгілері мен айрықша ерекшеліктерін бөліп көрсетіп, оларды топтастыру, есептеу және конструкциялауға бірегей ұстаным әзірлеуге болады.

Жоғарыда аталғандарға байланысты осы жұмыстың негізгі мәселесі болып анықталады:

• 
  соқтығысушы ағынды аппараттың гидродинамикалық көрсеткіштерінің бағалау мақсатында режимдік және конструктивті параметрлерге тәуелділігін зерттеу.
  
• 
  зерттеу нәтижесіне талдаулар негізінде теориялық тұрғыдан аппараттың гидравликалық кедергісін есептеу өрнегін алу.
  
• 
  соқтығысушы ағынды аппараттың тиімді гидродинамикалық параметрлерін анықтау.
  
• 
  соқтығысушы ағынды аппараттарды жобалау бойынша кепілдемелер ұсыну.
  

(ЖТ) - жылжымалы тұтқасы бар аппараттарының конструкциялық ерекшеліктерін қарастырған. ЖТ аппараттарда тұтқа элементтері қозғалмалы күйінде хаосты, пульсациялық қозғалыс жасайды. Себебі, газды сұйық қабатының аумағында әр тұтқа элементінің қозғалыс бағыты мен жол ұзындығы тең мүмкіндікті және кездейсоқты өзгешеліктер бар.

ЖПТ аппараттың гидродинамикалық сипаттамаларын зерттеуі оның тәжірбиелік қондырғысы (сурет 1) көрсетілген.

1-вентилятор; 2-задвижка; 3-жүйелі тұтқалы скуббер; 4- терілген сым;

5-тұтқама; 6-сепаратор; 7-циркуляциялаушы бак; 8-насос;

9-газтараушы камера; 10-напорлы бак; 11-себелеткіш; 12-реттеуші элемент;

13-термометр үшін ыдыс; 14-гидрозатвор; 15-газоход;

16-жылытқыш элемент; 17-коллорифер.

1- негізгі аппарат; 2-вентилятор; 3-диафрагма; 4-V- тәрізді прибор; 5-су берулі Е₁ ыдысы; 6-су құйылу Е ₂ ыдысы; 7-сорап; 8-ротаметр; 9-тамшы ұстағыш.

Техникалық шешімнің прототипімен анықтауынша жасалынған анализдің көрсетуі, ұсынылған қондырғы сақиналы каналдағы екі қалақшалы завихритель секциялары арасындағы орнатылған тормен ерекшеленеді.

Гидродинамикалық процесстер жайында сандық мәліметтер алу үшін алынған көріністерді өңдеу-өлшеу сонымен қатар проекционды аппаратының көмегімен өлшенеді.

3-ші бөлімінде зерттеулер мәселелерінің қойылуы, қондырғының сипаттамасы, зерттеуді жүргізу әдістемесі қаралған.

Берілген диссертацияда соқтығысушы ағындағы аппараттардың құрылысы мен жұмысын талдау, массаалмастырғыш жабдықтардың дамуының ең тиімді бағыттарын анықтау болып табылады.

(ЖПТ) жүйелі пластиналы тұтқамалы аппараттың гидродинамикасының режимдік және конструктивті параметрлерге тәуелділігін зерттеу нәтижесінде гидродинамикалық тәртіптің бар екендігін төмендегі (3-суретте) дәлелденген.

1-Р_с; 2,3 және Р_L сәйкесінше L=10,25 және 50 м³/м² сағ

болғанда.

жылдамдығына W_г тәуелділігі.

(3-суретте) тамшы әкетілу тәртібі В₁ С_1.........В₃ С₃ учаскелеріменен бейнеленген.


;

1-Р; 2-Р_L L=25 м³/м² сағ болғанда;

Нүктелер - тәжірбиелік; сызықтар-есептемелік;

[11] мәліметтер.

жылдамдығына W_г тәуелділігі.

Себелеу тығыздығының өсуіменен зерттеліну параметр мәні өседі. Бұл жағдай газ сұйықты қабат құраушыларының мөлшерінің артуыменен қабаттың гидравликалық кедергісінің артқандығын көрсетеді.

2. Р_С және W_Г = 4м/с болғанда

5 сурет - Гидравликалық кедергінін тұтқамалы денелер

арасындағы тік қадамға t_в/в

Мұнда , _L қисықтарының өзгеру сипаты (5 сурет) тұтқаманың тік бағыттағы орналасу адымына t_в қатысты алғанда, бір-біріне ұқсас.

6 сурет - қиындардың өзгеру сипатының ұқсастығы, бір мезетті құйын түзілу тәртібінде радиустік адымының өзгеру барысы

байқалады.

Құрамында қатты бөлшектер немесе сұйық тамшылары бар газ ағындары құбырша арқылы өтеді және жылжи отырып жолындағы шаң араласқан сұйықты ала кетеді.

Біздің тәжірибені зерттеулерімізде гидравликалық кедергілер конструктивті және режимді параметрлерінің әсерін анықтау жүргізіледі. Осы тәжірибені жасағанда да үш режим орнатылады.

L=0 болғанда, яғни себелеу құрғақ күйінде жүргізілді, ал бұл кезде газ жылдамдығы 1м/с - 5м/с-қа дейін болады, мұнда W_г өскен сайын өсіп отырды. Одан әрі L=5 сағ қойып, W_г газ жылдамдығын 1 м/с-5м/с дейін өзгертіп, мұндағы гидравликаның кедергі L=0 болғаннан да жоғары болды.

Соқтығысушы ағынды аппараттың гидравликалық кедергісін зерттеу үшін, оны шартты түрде кірер участке, ағындардың соқтығысу және себелеу аймақтарына бөлу қабылданған. Кірер участке, ағындардың соқтығысу және себелеу аймақтарына бөлу қабылданған. Кірер участкелер патрубка мен құйындатқышқа дейінгі жерде шектелген. Құйындатқыш пен себелеуші аймақ газ ағынының құйындатқышқа дейінгі жерде шектелген. Құйындатқыш пен себелеуші аймақ газ ағынының құйындатқышқа кіргеннен гидравликалық кедергісі аппараттан шыққанға дейін участкені қарастырады.

Зерттеулер көрсеткендей кірер учаскенің гидравликалық кедергісі газ ағыны жылдамдығының W_Г шамасы артады. Құйындатқыш аймағында, газ ағынының соқтығысуы жүреді. Қысымның бәсеңсуі негізінен ағын энергиясының оны кіру және соқтығысуына жұмсалады. Газ жылдамдығының зерттелініп отырған диапазонында гидравликалық кедергі газ жылдамдығының W_Г артуымен артады.

7 сурет - Кірер участкінің _вх және құйындатқыштың _зав гидравликалық кедергілерінің газ жылдамдығына тәуелділігі

1- _зав ; 2-_вх ; қисық-есептеу; нүкте-тәжірибелік.

Гидродинамикалық параметрлерді есептеу және тәжірибелік мәліметтерменен салыстыру.

Соқтығысушы ағынды аппараттағы, оның гидродинамикалық кедергісін болдырушы кездер бұл кірердегі участке мен құйындатқыштар.

Соқтығысушы ағындағы аппараттың гидродинамикасын сипаттаушы параметрлері, газсұйықты ағынның құрылымдық құраушыларыменен қатар оның гидравликалық кедергісі де саналады. Сондықтан, соқтығысушы ағынды аппараттың гидродинамикалық кедергісін кедергінің аддитивтілігі тұрғысынан аса отырып келесі өрнек бойынша анықтаймыз:
(3)

Мұнда - газ ағынын аппаратқа беру және оның құйындатқышқа дейін өтуіне жұмсалған гидравликалық кедергі, Па;

Газдың аппаратқа кірердегі гидравликалық кедергісін келесі өрнек көмегіменен анықтаймыз:

Себелеуші құйындатқыштың гидравликалық кедергісі келесі өрнек бойынша анықталады.

Жалпы жағдайда себеленуші құйындатқыштың кедергі коэффициенті келесі өрнекпен анықталады.

Соңғы жылдары Қазақстанда жылу және массаалмасу процестерінің тиімділігін арттыру мақсатында өзара әрекеттесуші фазалардың физико-химиялық қажеттерін мақсатты басқару үшін зерттеулер барысында алынған графикалық тәуелділіктер мен кестеге жинақталған мәліметтер өнеркәсіптің түрлі салаларында массаалмасу процестерін жүзеге асыруда. Соғысушы ағындағы аппараттарды (САА) әзірлеу басшылыққа алынуы мүмкін осыған байланысты (САА) гидродинамикалық параметрлерін зерттеу өзекті мәселе болып табылады.

Химия және мұнай химия өндірістерінде шығаратын өнімдеріне қарамай-ақ олардың конструкцияларын жетілдіру өндірістің тиімділігін арттырады және қатаң экологиялық талаптарға сай болуы қажет етеді. Осы процестерді жүргізуге кең таралған тұтқалы, табақшалы жанасу құрылғылары бап аппараттарды пайдаланады. Олардың қарқындылығы төмен, гидравликалық кедергісі жоғары және олар қатты қоспалармен ластанған газ бен сұйық ағындарды өңдеуге жарамсыз.

Дегенмен де бұл аппарат конструкциясы да қазіргі заман талаптарына жауап беретіндей жетілдіруді талап етеді. Осы бағыттағы мәселені шешудің жарамды амалдары ретінде келесілерді қарастыруға, жасалған сараптама негізінде төмендегідей қорытынды жасауға болады.

- Тоғысушы ағынды аппараттың гидравликалық кедергісінің режимдік және конструктивтік тәуелділігін зерттеп, осының нәтижесінде аппараттың гидравликалық кедергісін анықтау өрнегі алынды;

- Орындалған әдеби шолулар негізінде соқтығысушы ағынды аппараттың жаңа құйындатқыш конструциясы әзірленеді.

- САА гидравликалық кедергінің режимдік және конструктивтік параметрлеріне тәуелділігі анықталды.

Жүргізілген ғылыми зерттеулер негізінде алынған тәуелділіктерді ескере отырып, тоғысушы ағынды аппараттың гидравликалық параметрлерін анықтау әзірлемесі әзірленді.

Жұмыс барысында жүйелі пластиналы аппараттағы ұсталынған сұйық мөлшерінің режимдік және конструктивтік параметрлерге тәуелділігі зерттелінген. Зерттеулер нәтижесінде аппараттағы ұсталынған сұйық мөлшерінің режимдік және конструктивтік параметрлері ескеріле отырып тұтқамалы аймақтың газұстамдылығы мен (ҰСМ) ұсталған сұйық мөлшерін есептеудің өрнегі алынды. Осыған байланысты, жоғары білікті қуаты бар ЖЖТ аппаратының актуальділігі бір жағының, химиялық, тамақ өнеркәсібінің өндіріс көлемінің жоғарлауымен, екінші жағынан қоршаған ортаны қорғаумен, яғни өндіріс қалдықтарының тазартылуымен, сондай –ақ табиғи, ағын сулардың тазартылуымен мақсатталған. Лабораториялық зерттеулер барысында алынған графикалық тәуелділіктер мен кестеге жинақталған мәліметтер өнеркәсіптің түрлі салаларында жылумассаалмасу процестерін жүзеге асыруда басшылыққа алыну мүмкін. Жүйелі тұтқамалы аппараттарды әзірлеу барысында ғылыми және инженерлік - техникалық қызметтермен, сондай-ақ жобалаушылармен қолданылуы мүмкін.

Публикациялар туралы мәлімет: Зерттеу жұмыстары барысында және тақырыптың талдау аясында әзірленген мәліметтері, сондай-ақ жоғарыда айтылған ойлар негізінде, магистрлік диссертацияның нәтижелері төмендегідей болып анықталды:

• 
  аталған сипаттаманың гидродинамикалық және массаалмасу көрсеткіштерін бағалау мақсатында зерттеулер жүргізілді;
  
• 
  зерттеулер нәтижелеріне теориялық тұрғыдан негіздемелер жасалды.
  

1. 
   Досжанов М.Ж., Бектас Д.Б., Мырзабаева Д.С. Газ және сұйық әсерлесуінің гидродинамикалық негіздері // «Акмешит», хабаршысы №1, 2011г., Кызылорда
   
2. 
   Досжанов М.Ж., Бектас Д.Б., Мырзабаева Д.С. Массалмасу аппаратының конструкциясын жетілдіру жолдарына талдау жасау // Международные научные Надировские чтения 2011г., г.Алматы
   

ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АППАРАТОВ С ВИХРЕВЫМ ДВИЖЕНИЕМ ПОТОКА

4 разделов, заключения, списка использованных источников и приложения. Объем диссертации 78 страницы текста, 13 рисунков, а также плакаты A1 – 9 шт. Библиография включает 47 наименовании.

В химической, нефтеперерабатывающей, металлургии энергетике газы или жидкости охлаждают или подогревают чаще всего скубберами и градинами. В связи с этим современные массообменных процессов повышение его эффективности экономия энергетических затрат на сегодня является необходимостью. Поэтому научные исследования в этом направлении являются весьма актуальными

Изучить зависимость гидродинамических режимов и конструктивных параметров исследуемых аппаратов, а также на основе расчетов и проектирования разработать научнообоснованную методологию.

В данной диссертационной работе широко использованы известные методы исследования:

- проведен достаточно полный анализ литературных источников;

- определены зависимости гидродинамических режимов и конструктивных параметров;

- на основе исследований аппаратов и расчете гидродинамического сопротивления, теоретически получены формулы их расчетов.

Полученные результаты, их новизна, научная и практическая значимость: на основе проведенных анализов можно сделать следующий вывод. Во многих случаях предлагаемые новые конструктивные решения не сответствуют основным принципам, поэтому в производственных масштабах изготовляемые аппараты несовсем отвечают современным требованиям экономичности, надежности.

Как уже было выше отмечено в диссертацинной работе определены:

- конструкции отвечают приципам вертикально продольной секциям

- эксплуатационные исследования по оценке гидродинамических и массообменных характеристик;

- теоретическое обоснование полученных результатов;

Получение результаты исследований при проектировании массообменных и пылеулавливаемых оборудований их конструктивные и технико-экономические показатели могут быть широко использованы на практике.

Получены графические зависимости и табличные данные могут быть применены в разных отраслях производства при реализации массообменных процессов, а также при разработке такого класса аппаратов научными, инженерно-техническими работниками, проектировщиками.

Сведения о публикациях: при выборе анализе темы диссертации, проведении исследовательской работы и получених результатов можно констатировать следующее:

- указанные гидродинамические характеристики и массообменные показатели были проведены необходимые исследования;

- по полученным данным сформулировано научно-теоретическое особнование;

Полученные научно-технические показатели тепломассообменного процесса должены на научных конференциях и опубликованы в печати:

1. 
   Досжанов М.Ж., Бектас Д.Б., Мырзабаева Д.С. Газ және сұйық әсерлесуінің гидродинамикалық негіздері // «Акмешит». хабаршысы №1, 2011ж. Кызылорда қ.
   
2. 
   Досжанов М.Ж., Бектас Д.Б., Мырзабаева Д.С. Массалмасу аппаратының конструкциясын жетілдіру жолдарына талдау жасау // Международные научные Надировские чтения 2011 г., г.Алматы
   

THE RESEARCH OF HYDRADYNAMICAL CHARACTERISTICS OF EGUIPMENTS WITH EDDY MOVING LINES

In the chemical, petrochemical, metallurgy, power gas or liquid cooled or heated, and often skubberami hailstones. In this connection, the modern mass-transfer processes,improve its efficiency savings of energy costs is now a necessity. Therefore, research in this direction are highly relevant .

Methods: In many industries on the basis of the research results obtained plots of the mode of the hydrodynamic resistance and structura parameters.

Obtained depending on graphics and tabular data can be applied in different industries in the implementation of mass transfer processes, as well as the development of this class of devices by scientific, technical officers, planners.

Information about publications: during the choosing the analysis of dissertation topics, conduct research, and the results can be stated as follows:
- These hydrodynamic characteristics and mass transfer parameters were carried out the necessary research;
- From the data are formed the scientific and theoretical basis;
The resulting scientific and technical indicators to heat and mass transfer process at scientific conferences and published in print:
- Досжанов М.Ж., Бектас Д.Б., Мырзабаева Д.С. Газ және сұйық әсерлесуінің гидродинамикалық негіздері // «Акмешит». хабаршысы №1, 2011ж.

Кызылорда қ.