Тип публикации: диссертация
Год издания: 2024
Ключевые слова: теплообмен, органические отходы, термоконтактая поверхность, комбинированный теплообменный элемент, термическая деструкция, производительность, реакторный агрегат
Аннотация: Цель работы: Повышение производительности технологических процессов термической деструкции органических отходов на основе формирования сфероидальных выступов на внутренней термоконтактной поверхности реакторного агрегата. Задачи работы: классифицировать существующие реакторные агрегаты по конструктивно-технологическим признакам и пПоказать полностьюровести обзор технологий изготовления интенсифицирующих устройств технологических реакторов; разработать технологию изготовления и сборки двухэлементного корпуса реакторного агрегата в виде комбинированного теплообменного элемента с термоконтактной поверхностью; провести имитационное математическое моделирование в программном комплексе COMSOL Multiphysics реакторного агрегата с модифицированной термоконтактной поверхностью и оценку ее влияния на теплообмен; разработать оптимизационную математическую модель, учитывающую влияние параметров макрогеометрии на теплообменные процессы; провести экспериментальное исследование технологических режимов формообразования и апробацию выражения для расчета усилия формообразования, а также определить технологические параметры клеевого соединения при сборке двухэлементного корпуса реакторного агрегата; определить влияние модифицированной термоконтактной поверхности на выход продуктов термической деструкции на основе натурных экспериментов; разработать рекомендации по изготовлению двухэлементного корпуса в виде комбинированного теплообменного элемента и определить возможности его одновременного применения с иными устройствами интенсификации теплообменных процессов. Основные результаты исследований используются при обучении студентов в рамках дисциплины «Проектирование машин и аппаратов нефтегазопереработки», а также для получения биотопливных композиций в лаборатории Сибирского федерального университета (контракт FSRZ-2021-0012). Внедрение технологии изготовления двухэлементного корпуса в виде комбинированного теплообменного элемента в ООО «СКБ Механика» позволило сократить затраты на обслуживание и ремонт тепломассообменного оборудования. Использование комбинированного теплообменного элемента также способствовало снижению энергетических потребностей, направленных на нагрев исходного вещества. В частности, эффективность применения была установлена на теплообменниках типа «труба в трубе» и установках нефтехимического синтеза. В результате производственных испытаний в ООО «Технорос» была установлена работоспособность реактора с рельефной обечайкой в диапазоне температур от 500 до 700 °C. Выявлено влияние геометрических параметров полусферических выступов на производительность реактора. Прирост средней температуры в реакционной камере реактора в зависимости от высоты выступов составляет в среднем 6 %. Установлена возможность регулирования геометрических характеристик на пластинах из стали 12Х18Н10Т при формообразовании на подложке на продольно–фрезерном станке 6610 в различном диапазоне режимов.