Інтенсифікація процесу охолодження екструдованих полімерних труб
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Інтенсифікація процесу охолодження екструдованих полімерних труб
|
|
| Creator |
Вознюк, В'ячеслав Тарасович
|
|
| Description |
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 – технічна теплофізика та промислова теплоенергетика. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2012. Дисертацію присвячено створенню нових і удосконаленню наявних процесів та обладнання для охолодження одно- та багатошарових, у тому числі гофрованих, екструдованих полімерних труб, що забезпечує можливість визначення раціональних параметрів обладнання та режимів його роботи та сприятиме заощадженню енергетичних і матеріальних ресурсів та захисту навколишнього середовища. Розроблено фізичну і математичну моделі охолодження двошарових гофрованих полімерних труб, яка враховує конструктивні особливості стінки гофрованих труб і теплообмін на її внутрішній поверхні. Вдосконалено фізичну і математичну моделі процесу охолодження гладких полімерних труб, у яких враховано теплообмін на внутрішній поверхні труби та її багатошарову структуру. Проведені експериментальні дослідження двостороннього охолодження полімерних труб різного призначення, які підтвердили адекватність розроблених моделей та ефективність застосування такого охолодження. Також експериментально досліджено дискретну систему охолодження, що дало змогу підтвердити ефективність застосування такого охолодження і встановити вплив конструкції обладнання і режимів його експлуатації на параметри процесу охолодження гофрованих і гладких полімерних труб. Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 – техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2012. Диссертация посвящена созданию новых и усовершенствованию существующих процессов и оборудования для охлаждения одно- и многослойных, в том числе и гофрированных, эксдрудируемых полимерных труб, что обеспечивает возможность определения рациональных параметров оборудования и режимов его работы и будет способствовать сбережению энергетических и материальных ресурсов. В работе разработаны физическая и математическая модели одно- и двустороннего охлаждения гофрированных полимерных труб. Установлено, что во время одностороннего внешнего охлаждения участки внутреннего слоя двухслойной трубы под гофрами очень медленно охлаждаются, что обусловлено значительным термическим сопротивлением воздуха в гофрах стенки. Как следствие, при непосредственном охлаждении внутренней поверхности трубы, время охлаждения может сократиться в несколько разов. Так, установлено, что в случае применения воздуха для внутреннего охлаждения время процесса сокращается на 15 % при охлаждении труб малого диаметра (меньше 0,4 м), и до 40 % при охлаждении труб большого диаметра (больше 0,4 м), в случае применения воздушно-водяной смеси – на 20 % і 80 %, соответственно. Усовершенствованы физическая и математическая модели охлаждения гладких полимерных труб, в которых учтены теплообмен на внутренне поверхности трубы и многослойная структура её стенки. На базе разработанных моделей созданы методики, алгоритмы и программы расчёта систем охлаждения полимерных труб, которые позволяют определить рациональные параметры систем охлаждения. Так, установлено, что при использовании двустороннего охлаждения обеспечивается возможность сократить время охлаждения до 80 %, уменьшить ресурсоёмкость процесса изготовления труб на 10…15 % и энергоёмкость – на 30 %, а также улучшить качество труб (уменьшить бочкообразность, разно-толщинность и волнистость внутренней поверхности). Установлено, что эффективность применения двустороннего охлаждения повышается с увеличение диаметра экструдируемых труб. Также применение двустороннего охлаждения уменьшает влияние температуры охлаждающей воды на время процесса, что дает возможность применять воду разной температуры без изменения параметров работы линии и избежать чрезмерных энергетических затрат на охлаждение воды в контуре системы охлаждения труб. Экспериментально исследовано двустороннее охлаждение полимерных труб. Доказано эффективность применения такого охлаждения. Подтверждена адекватность разработанных математических моделей (отклонение теоретических и экспериментальных значений температурных полей в стенке для различных условий охлаждения не превысила 7…25 %). Установлена эффективность использования воды, воздуха и воздушно-водяной смеси при двустороннем охлаждении. Также экспериментально исследована дискретная система охлаждения (чередование участков водяного и воздушного охлаждения). Установлено, что применение такой системы позволяет сократить расход воды почти на 50 % и уменьшить длину зоны охлаждения на 10 % в случае охлаждения гофрированных труб, а в случае гладких труб – на 47 % и 22 %, соответственно. Проведенные в лабораторных и производственных условиях исследования подтвердили целесообразность применения разработанных ресурсоэнергоэффективных решений охлаждения экструдируемых полимерных труб. Результаты исследований защищены семью патентами Украины на полезные модели, четыре из которых внедрены в производство, что обеспечило уменьшение длины охлаждения и расход воды на 15…18 %, увеличение производительности линии на 11…15 % по сравнению с базовыми параметрами работы трубных линий, а также повышение качества получаемых труб, в частности уменьшение бочкообразности. Результаты исследований использованы в учебном процессе кафедр химического, полимерного и силикатного машиностроения, а также кафедре машин и аппаратов химических и нефтеперерабатывающих производств НТУУ «КПИ». The dissertation for Philosophy Doctor (eng.) degree on specialty 05.14.06 – engineering thermal physics and industrial heat-power engineering. – National technical university of Ukraine «Kiev polytechnic institute», Kiev, 2012. The dissertation is devoted to creation new and to improvement existent processes and equipment for cooling single and multilayer, including corrugated, extruded plastic pipe. It ensures ability to determinate equipment and its operating regimes rational parameters and it will promote energy and material resources saving and environment protection. Physical and mathematical models of double-layer corrugated plastic pipes cooling, which include wall design philosophy of corrugated pipes and heat exchange on inner surface, were developed. Physical and mathematical models of even plastic pipes cooling, which include heat exchange on inner surface and pipe multilayer structure, were improved. Different plastic pipes double-sided cooling experimental research, which confirm developed models adequacy and using double-sided cooling efficiency, were carried out. Cooling discrete system was experimentally researched. It confirms that cooling efficiency and ascertains equipment construction and operating regimes influence on cooling regimes of even and corrugated plastic pipes. |
|
| Date |
2011-12-27T14:48:50Z
2011-12-27T14:48:50Z 2011 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://ela.kpi.ua/handle/123456789/1314
|
|
| Language |
uk
|
|