ВВЕДЕНИЕ ........................................................ 7
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ .................................. 10
Раздел 1. РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИКИ ЖИДКОСТИ И
ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫХ АППАРАТАХ ........... 13
1.1 Назначение, принцип работы и конструктивные особенности
роторно-пульсационных аппаратов ........................... 13
1.2 Приближенные гидродинамические модели для роторно-
пульсационных аппаратов ................................... 16
1.2.1 Численные исследования динамики жидкости в
РПА цилиндрического типа, полученные на основе
приближенных гидродинамических моделей ............. 18
1.2.2 Приближенная гидродинамическая модель для
исследования динамики жидкости в РПА дискового
типа ............................................... 20
1.3 Постановки задачи динамики жидкости в рабочем
пространстве цилиндрического РПА .......................... 26
1.4 Дискретизация системы уравнений динамики и теплопереноса
для течения жидкости в рабочей зоне РПА ................... 31
1.5 Решение системы разностных уравнений методом матричной
прогонки .................................................. 37
1.6 Особенности численного моделирования динамики
жидкости и теплопереноса в рабочем объеме РПА при
турбулентном режиме течения ............................... 42
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 1 ......................................... 45
Раздел 2. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В РОТОРНО-
ПУЛЬСАЦИОННЫХ АППАРАТАХ ........................................ 54
2.1 Поля скорости в потоке жидкости, движущейся через
рабочую зону РПА .......................................... 55
2.2 Расход жидкости, протекающей через рабочую зону аппарата .. 63
2.3 Функция тока и завихрение потока жидкости в рабочей
зоне РПА .................................................. 70
2.4 Поля давления в рабочей зоне РПА .......................... 73
2.5 Момент сил гидродинамического сопротивления, действующих
на ротор со стороны вязкой жидкости ....................... 84
2.6 Течение жидкости в роторно-пульсационном аппарате на
стадии его разгона ........................................ 87
2.7 Структура течения жидкости в вертикальном разрезе РПА ..... 92
2.8 Динамические характеристики РПА при турбулентном течении
среды ..................................................... 98
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 2 ........................................ 109
Раздел 3. ДИССИПАЦИЯ ЭНЕРГИИ И ТЕПЛОПЕРЕНОС В РАБОЧЕЙ ЗОНЕ
РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННОГО АППАРАТА ............................... 110
3.1 Влияние вязкости обрабатываемой среды на уровень
диссипативного тепловыделения в рабочем объеме и на
степень разогрева обрабатываемой среды ................... 111
3.2 Постановка и результаты решения сопряженной задачи
теплопереноса в рабочей зоне РПА. ........................ 120
3.3 Результаты решения сопряженной задачи теплопереноса в
рабочей зоне РПА при турбулентном течении среды .......... 128
3.4 Особенности теплопереноса в рабочей зоне РПА при
обработке неньютоновских жидкостей ....................... 131
3.5 Численное моделирование процесса перемешивания
высоковязких сред в роторно-пульсационном аппарате ....... 138
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 3 ........................................ 148
Раздел 4. ПОТЕРЯ УСТОЙЧИВОСТИ ТЕЧЕНИЯ В МЕЖЦИЛИНДРОВЫХ
ЗАЗОРАХ РПА ................................................... 149
4.1 Исследование устойчивости течения жидкости в
межцилиндровом зазоре методом малых возмущений ........... 150
4.2 Численное моделирование потери устойчивости течения в
межцилиндровом зазоре .................................... 158
4.3 Особенности теплопереноса в зазоре между коаксиальными
цилиндрами в условиях потери потоком устойчивости ........ 161
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 4 ........................................ 172
Раздел 5. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКЦИОННЫХ И РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ РПА
НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЧЕНИЯ СРЕДЫ .................. 174
5.1 Сравнение гидродинамических и тепловых режимов работы
роторно-пульсационных аппаратов с различной компоновкой
рабочих органов .......................................... 174
5.2 Влияние ширины зазоров между рабочими элементами РПА
на динамические характеристики течения жидкости и
теплоперенос в рабочей зоне .............................. 187
5.3 Влияние количества прорезей в рабочих элементах РПА на
динамические характеристики течения жидкости в рабочей
зоне аппарата ............................................ 192
5.4 Влияние угловой скорости вращения ротора на
динамические характеристики течения жидкости в рабочей
зоне РПА ................................................. 195
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 5 ........................................ 198
Раздел 6. ОЦЕНКА ДИСПЕРСНОГО СОСТАВА ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД ПОСЛЕ
ОБРАБОТКИ В РПА. .............................................. 199
6.1 Механизмы деформации и разрушения частиц дисперсной
фазы в гетерогенном потоке ............................... 199
6.1.1 Влияние инерционных эффектов в гетерогенном
потоке на процесс дробления частиц ................ 200
6.1.2 Влияние вязких напряжений на процесс дробления
частиц ............................................ 204
6.1.3 Дробление дисперсных частиц в турбулентном
потоке несущей среды .............................. 213
6.2 Расчет траекторий дисперсных частиц в рабочей зоне РПА ... 217
6.3 Оценка дисперсного состава эмульсии после обработки в
РПА ...................................................... 222
6.4 Влияние конструкционных и режимных параметров РПА на
средний размер дисперсных частиц ......................... 232
6.5 Энергия, затрачиваемая на дробление частиц в РПА ......... 237
6.6 Эффект дробления дисперсной фазы высоковязкой среды ...... 238
ЛИТЕРАТУРА К РАЗДЕЛУ 6 ........................................ 248
|
