Петренко В. П. Теплогідродинамічні процеси в низхідних кільцевих паро-рідинних потоках розчинів з розвинутою хвильовою структурою під час пароутворення

В дисертаційній роботі представлені результати комплексного дослідження теплогідродинамічних процесів, що протікають в низхідних кільцевих потоках плівок розчинів під час пароутворення. Надані результати математичного моделювання процесів теплообміну в ламінарних та турбулентних плівках розчинів з розвинутою хвильовою структурою на основі запропонованої моделі циклічного збурення температурного та гідродинамічного полів великими хвилями під час їх руху та відновлення в період міжхвильової паузи. Наведені температурні поля в плівці з розвинутою хвильовою структурою в режимах вільного стікання та течії із супутнім паровим потоком для в'язких ламінарних та турбулентних плівок як результат розв'язку рівнянь збереження енергії; на їх основі отримані інтегральні характеристики процесів теплообміну. Для інженерних розрахунків наведені відповідні апроксимації. Досліджено експериментально процеси тепловіддачі до низхідних кільцевих потоків цукрових сиропів під розрідженням під час пароутворення. Досліджено процеси теплообміну в плівках під час кипіння в умовах низхідної конвекції, визначені параметри розмежування режимів теплообміну. Результати досліджень процесів тепловіддачі до кільцевих низхідних паро-рідинних потоків узагальнені в єдине універсальне співвідношення для розрахунку інтенсивності тепловіддачі до соків та сиропів, яке справедливе у всьому діапазоні зміни витратних та режимних параметрів, характерних для роботи плівкових випарних установок цукрових заводів, а також випарних установок для концентрування фруктових соків. Надані результати узагальнень гідравлічного опору кільцевим низхідним потокам розчинів в режимах слабкої та сильної взаємодії фаз. Представлені результати аналізу кризового погіршення інтенсивності тепловіддачі до висококонцентрованих плівок розчинів. На основі результатів математичного моделювання концентраційного поля в густих плівках під час випаровування сформульована концепція кризового погіршення інтенсивності тепловіддачі до густих плівок з врахуванням циклічного перемішування плівки великими напливними хвилями. Наведені результати комплексного моделювання теплогідродинамічних параметрів низхідних кільцевих потоків розчинів, що протікають в довгих каналах плівкових випарних апаратів.