Изучение смачиваемости поверхности в блочно-модульном контактном устройстве

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассмотрен вопрос смачиваемости регулярной насадки и тепломассообменного устройства ее включающего. В качестве основных экспериментальных моделей использовались элементы насадки с углом профиля гофр 85°, 100°, 115°. Изучение смачиваемости проходило с использованием лабораторного стенда. Блок контактного устройства орошался водой, которая отводилась в канализацию. Для оценки смачиваемости устройство окрашивалось водорастворимой краской. Коэффициент смачиваемости φ определялся в результате обработки следов краски на элементах через отношение неокрашенной поверхности к полной. В итоге исследований установлено, что для работы контактного устройства требуется обеспечить минимальное орошение, расчет минимальной плотности орошения можно проводить по известной зависимости, предложенной В.М. Раммом. Лучшая смачиваемость достигается при угле профиля гофр 85°, хуже всего смачиваются элементы насадки с углом профиля 115°. При этом на всех модификациях достигается доля смоченной поверхности более φ = 62%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. М. Бухаров

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Автор, ответственный за переписку.
Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

А. В. Степыкин

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

А. А. Сидягин

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

Т. В. Жарова

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

Л. А. Малыгин

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

Н. С. Горюнов

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

Е. М. Тутанина

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева

Email: 89875580823@yandex.ru
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Патент на изобретение Изобретение Ru 2806946 C1, МПК В01D 3/28. Тепломассообменное устройство / Д.М. Бухаров, А.В. Степыкин, А.А. Сидягин; заяв. НГТУ им. Р. Е. Алексеева. – № 2022125116/05(054597); заявл. 26.09.22; опубл..
  2. Рамм В.М. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976.
  3. Павленко А.Н., Володин О.А., Сердюков В.С. Особенности пленочного течения жидкого азота по структурированным поверхностям // Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Физика. 2015. Т. 10. № 1. С. 33.
  4. Дорошенко А.В., Васютинский С.Ю. Совершенствование тепломассообменной аппаратуры для энергетических систем // Проблемы региональной энергетики. 2008. № 2. С. 32.
  5. Vasiliev P.D., Sidyagin A.A., Stepykin A.V., Bukharov D.M., Balakhnin I.A. Influence of the surface structure on the wettability of polymer packing elements in heat- and mass-transfer equipment // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2022. Т. 56. № 2. С. 212. [Васильев П. Д., Сидягин А.А., Степыкин А.В., Бухаров Д.М., Балахнин И.А. Влияние структуры поверхности на смачиваемость полимерных насадочных элементов тепломассообменных аппаратов// Теоретические основы химической технологии. 2022. Т. 56. № 2. С. 209.]
  6. Cooke J.J., Gu S., Armstrong L.M., Luo K.H. Gas-liquid flow on smooth and textured inclined planes // International Scholarly and Scientific Research & Innovation. 2012. V. 6. № 8. P. 1712.
  7. Yoshiyuki I., Xi C. Development of numerical prediction of liquid film flows on packing elements in absorbers // Engineering review. 2011. V. 11. № 2. P. 1.
  8. Gorodilov A.A., Pushnov A.S., Berengarten M.G. Spreading of a fluid jet on the corrugated surface of the structured packing of wet scrubbers // Problems of the regional energetics. 2014. № 2. P. 57.
  9. Gorodilov A.A., Berengarten M.G., Pushnov A.S. Features of fluid film falling on the corrugated surface of structured packings with perforations // Theor. Found. Chem. Eng. 2016. V. 50. № 3. P. 325. [Городилов А.А., Беренгартен М.Г., Пушнов А.С. Особенности пленочного течения жидкости по гофрированной поверхности регулярных насадок с перфорацией // Теорет. основы хим. технологии. 2016. Т. 50. № 3. С. 334.]
  10. Пушнов А.С., Городилов А.А., Беренгартен М.Г. Гидродинамика растекания струи жидкости по гофрированной поверхности регулярной насадки с просечными элементами // Химическая технология. 2014. Т. 15. № 6. С. 364.
  11. Kubiak K.J., Wilson M.C.T., Mathia T.G., Carval Ph. Wettability versus roughness of engineering surfaces // Wear. 2011. V. 271. № 3–4. P. 523.
  12. Nakae H., Yoshida M., Yokota M. Effects of roughness pitch of surfaces on their wettability // J. Mater. Sci. 2005. V. 40. P. 2287.
  13. Степыкин А.В. Гидродинамика и массообмен в регулярной насадке со встроенными теплообменными модулями: диссертация кандидата технических наук: 05.17.08 / Степыкин А.В.; [Место защиты: ФГБОУ ВО Тамбовский государственный технический университет], 2016.
  14. Ветошкин А.Г. Аппаратурное оформление процессов защиты атмосферы от газовых выбросов: учебное пособие / А.Г. Ветошкин. – 2-е изд., испр. и доп. М.: Инфра-Инженерия, 2020.
  15. Сидягин А.А. Колонные аппараты для массообменных процессов: учеб.пособие для студентов вузов / А.А. Сидягин. Н.Новгород: Нижегор. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева, 2009.
  16. Chao Wang. Mass Transfer Coefficients and Effective Area of Packing: The Dissertation Ph.D / Wang Chao; [The University of Texas at Austin]. 2015.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Конструкция контактного тепло- и массообменного устройства: 1 – теплообменный блок, 2 – слой насадки, 3 – корпус аппарата.

Скачать (40KB)
Метаданные
3. Геометрия гофр элемента насадки

Скачать (1KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Схема экспериментального стенда для изучения смачиваемости контактного устройства: 1 – контактное устройство; 2 – корпус лабораторной колонны; 3 – распределитель жидкости; 4 – напорный бак; 5 – ротаметр; 6 – вентиль, 7 – блок термостата.

Скачать (21KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Примеры пакетов элементов насадки.

Скачать (16KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Пример собранного контактного устройства.

Скачать (23KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Примеры окрашенных элементов после обработки при плотности орошения U = 24.2 м³/(м² с): а) гофры, α = 85° (коэффициент смачиваемости элемента φ=92.2%); б) гофры, α = 100° (φ = 90.1%); в) гофры, α = 115° (φ = 70.9%); г) теплообменный модуль (φ = 90.5%).

Скачать (37KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Зависимость коэффициента смачиваемости φ от плотности орошения для разных модификаций контактного устройства 1, 2, 3, 1а, 2а, 3а (табл. 1).

Скачать (17KB)
Метаданные
9. Рис. 7. Зависимость Y от X для разных модификаций контактного устройства 1, 2, 3, 1а, 2а, 3а (табл. 1).

Скачать (17KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».