To determine heat and mass exchange surface in contact utilizers of drop type

Authors

  • Михайло Костянтинович Безродний National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Politehnicheskaja 6, Kyiv, Ukraine, 03056, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0793-7317
  • Микола Никифорович Голіяд National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute” Pobedy ave, 37, Kiev, Ukraine, 03056, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-9332-9723
  • Артур Юрійович Рачинський National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute” Pobedy ave, 37, Kiev, Ukraine, 03056, Ukraine https://orcid.org/0000-0001-6622-1517

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.20646

Keywords:

centrifugal atomizer, volume-surface diameter of drops, contact, heat recovery unit, interface, active

Abstract

The paper is dedicated to the development of a procedure for calculating the actual interface values of contact phases in contact gas-liquid units of a drop type. Atomizing liquid into droplets was carried out by means of centrifugal atomizers.

The developed principle motion circuit of liquid drops in a spray pattern of centrifugal atomizer was given in the paper. For determining the total surface of phase contacts, a volume-surface mean diameter of d3-2 liquid drops was used. For determining a volume-surface mean diameter of liquid drops, the special experimental studies were carried out. Basing on its results, the generalized dependence for the d3-2 value was obtained.

As a result of the theoretical motion analysis of liquid drops in a spray pattern of a centrifugal atomizer and using the experimental data on a volume-surface mean diameter of drops, the procedure of calculating the actual interface of heat-mass exchange processes in the gas-liquid contact units of a drop type was proposed.

The obtained results will be used in further studies of heat-mass exchange processes and the development of a general method of estimating such devices.

Author Biographies

Михайло Костянтинович Безродний, National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute" Politehnicheskaja 6, Kyiv, Ukraine, 03056

Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of Department

Department of Theoretical and Industrial Heat Engineering

Микола Никифорович Голіяд, National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute” Pobedy ave, 37, Kiev, Ukraine, 03056

Lecturer

Department Chair of Theoretical and Industrial Heat Engineering

Артур Юрійович Рачинський, National Technical University of Ukraine “Kiev Polytechnic Institute” Pobedy ave, 37, Kiev, Ukraine, 03056

Post-graduate student

Department of Theoretical and Industrial Heat Engineering

References

  1. Лыков, М. В. Распылительные сушилки [Текст] / М. В. Лыков, Б. И. Леончик. – М.: Машиностроение, 1966. – 331 с.
  2. Галустов, В.С. Прямоточные распылительные аппараты в теплоэнергетике [Текст] / В. С. Галустов. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 240 с.
  3. Пажи, Д. Г. Основы техники распыливания жидкостей [Текст] / Д. Г. Пажи, В. С. Галустов. – М.: Химия, 1984. – 255с.
  4. Контактний теплоутилізатор [Текст]: пат. на корисну модель № 78507 Україна, МПК F28D 15/00. / Безродний, М. К., Барабаш П. О., Голіяд М. Н., Голубєв О. Б., Рачинський А. Ю.; заявник та володар патенту на корисну модель НТУУ ”КПІ”. – u201209369 ; заявл. 31.07.2012 ; опубл. 25.03.2013, Бюл. №6.
  5. Жовмір, М. М. Утилізація низькотемпературної теплоти продуктів згорання палив за допомогою теплових насосів [Текст] / М. М. Жовмір // Промышленная Теплотехніка. — 2008. — T.30, №2. – С. 90 – 98.
  6. Тарабанов, М. Г. Тепло- и массоперенос в камерах орошения кондиционеров с форсунками распыления [Текст]: учебное пособие / М. Г. Тарабанов, Ю. В. Видин, Г. П. Бойков. – Красноярск.: Кр.ПИ, 1974. – 211 с.
  7. Зусманович, Л. М. Оросительные камеры установок искусственного климата [Текст] / Л. М. Зусманович. – М.: Машиностроение, 1967. – 120 с.
  8. Терехов, В. И. Численное исследование гидродинамики, тепло- и массообмена двухфазного газопарокапельного потока в трубе [Текст] / В. И. Терехов, М. А. Пахомов // Прикладная механика и техническая физика. — 2003. — Т. 44, № 1. — С. 108-122.
  9. Пахомов, М. А. Численное исследование гидродинамики и тепломассообмена в пристенных и струйных газокапельных потоках [Текст]: автореф. докт. дисс. Новосибирск, ИТФ СО РАН, 2009. — 39 с.
  10. Мустафин, Р. Р. Математическое моделирование процессов тепломассообмена двухфазных потоков в двигателях летательных аппаратов [Текст]: автореф. канд. дисс. Уфа, ГОУ ВПО «Уфимский ГАТУ», 2010. — 15 с.
  11. Тумашова, А. В. Моделирование процессов тепло- и массообмена в форсуночных оросительных камерах [Текст]: автореф. канд. дисс. Томск, ГОУ ВПО «ТГАСУ», 2011. — 19 с.
  12. Pakhomov, М. A. Second moment closure modeling of flow, turbulence and heat transfer in droplet-laden mist flow in a vertical pipe with sudden expansion [Text] / М. A. Pakhomov, V. І. Terekhov // Int. J. of Heat and Mass Transfer. —№ 66. — 2013. — P. 210-222.
  13. Безродный, М. К. Гидродинамика и контактный тепломассообмен в некоторых газожидкостных системах [Текст]: моногр. / М. К. Безродный, П. А. Барабаш, Н. Н. Голияд. – К.: НТУУ «КПИ», 2011. – 408 с.
  14. Ладыженский, Р. М. Кондиционирование воздуха [Текст] / Р. М. Ладыженский. – М.: Госторгиздат, 1962. – 352 с.
  15. Безродный, М. К. Некоторые характеристики распыла центробежных форсунок контактных утилизаторов отходящих газов капельного типа [Текст] / М. К. Безродный, Н. Н. Голияд, П. А. Барабаш, А. Ю. Рачинский, А. Б. Голубев // Промышленная Теплотехника. — 2013. — Т. 35, № 6. – С. 31 — 38.
  16. Хавкин, Ю. И. Центробежные форсунки [Текст] / Ю. И. Хавкин. – Л.: Машиностроение, 1976. – 168 с.
  17. Соин, И. В. Интенсификация тепло- и массообмена в камерах орошения центральных кондиционеров применительно к политропным процессам тепловлажностной обработки воздуха [Текст]: автореф. канд. дисс. Харьков, ХИСИ, 1984.– 23 с.
  18. Кутаталадзе, С. С. Основы теории теплообмена [Текст] / С. С Кутаталадзе. – М.: Атомиздат, 1979. – 416 с.
  19. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике [Текст] / И. Н. Бронштейн, К. А Семендяев. – М.: Наука, 1986. – 544 с.
  20. Блох, А. Г. O коэффициентах расхода и углах конусности факела [Текст] / А. Г. Блох, Е. С. Кичкина // Теплоэнергетика. – 1957. – № 10. – С. 35 – 41.
  21. Lykov, M. V. (1966). Raspilitel’nie syshilki. Moskva, Mashinostroyeniye, 331.
  22. Galustov, V. S. (1989). Pryamotochnyye raspylitel’nyye apparaty v teploenergetike. Moskva, Energoatomizdat, 240.
  23. Pazhi, D. G. (1984). Osnovy tekhniki raspylivaniya zhidkostey. Moskva, Khimiya, 255.
  24. Bezrodny, M. K., Barabash, P. O., Golyad, N. N., Golubev, O. B., Rachins’kiy, A. Yu. (2013). Kontaktniy teploutilizator: patent. na korisnu model’ № 78507 Ukraina, MPK F28D 15/00. Bull. № 6. 25.03.2013.
  25. Zhovmir, M. M. (2008). Utylizatsiya nyzʹkotemperaturnoyi teploty produktiv zhorannya palyv za dopomohoyu teplovykh nasosiv. Prommyshlennaya Teplotekhnika, Vol. 30, № 2, 90 – 98.
  26. Tarabanov, M. G. (1974). Teplo- y massoperenos v kamerakh oroshenyya kondytsyonerov s forsunkamy raspylenyya. Uchebnoye posobiye, Krasnoyarsk, Kr.PI., 211.
  27. Zusmanovych, L. M. (1967). Orosytelʹnye kamery ustanovok yskusstvennoho klymata. Moskva, Mashinostroyeniye, 120.
  28. Terekhov, V. I. (2003). Chislennoye issledovaniye gidrodinamiki, teplo- i massoobmena dvukhfaznogo gazoparokapel’nogo potoka v trube. Prikladnaya Mekhanika i Tekhnicheskaya Fizika, Vol. 44, № 1, 108-122.
  29. Pakhomov, M. A. (2009). Chislennoye issledovaniye gidrodinamiki i teplomassoobmena v pristennykh i struynykh gazokapel’nykh potokakh. Novosibirsk, ITF SO RAN, 39.
  30. Mustafin, R. R. (2010). Matematicheskoye modelirovaniye protsessov teplomassoobmena dvukhfaznykh potokov v dvigatelyakh letatel’nykh apparatov. Ufa, GOU VPO «Ufimskiy GATU», 15.
  31. Tumashova, A. V. (2011). Modelirovaniye protsessov teploi massoobmena v forsunochnykh orositel’nykh kamerakh. Tomsk, GOU VPO «TGASU», 19.
  32. Pakhomov, М. A., Terekhov, V. І. (2013). Second moment closure modeling of flow, turbulence and heat transfer in dropletladen mist flow in a vertical pipe with sudden expansion. Int. J. of Heat and Mass Transfer, 66, 210-222.
  33. Bezrodnyy, M. K. (2011). Gidrodinamika i kontaktnyy teplomassoobmen v nekotorykh gazozhidkostnykh sistemakh. Monografiya, Kiev, NTUU «KPI», 408.
  34. Ladyzhenskii, R. M. (1962). Konditsionirovaniye vozdukha. Moskva, Gostorgizdat, 352.
  35. Bezrodny, M. K. (2013). Nekotoryye kharakteristiki raspyla tsentrobezhnykh forsunok kontaktnykh utilizatorov otkhodyashchikh gazov kapel’nogo tipa. Prommyshlennaya Teplotekhnika, Vol. 35, № 6, 31 – 38.
  36. Khavkin, Yu. I. (1976). Tsentrobezhnyye forsunki. Leningrad, Mashinostroyeniye, 168.
  37. Soin, I. V. (1984). Intensifikatsiya teplo- i massoobmena v kamerakh orosheniya tsentral’nykh konditsionerov primenitel’no k politropnym protsessam teplovlazhnostnoy obrabotki vozdukha. Khar’kov, KHISI, 23.
  38. Kutataladze, S. S. (1979). Osnovy teorii teploobmena. Moskva, Atomizdat, 416.
  39. Bronshteyn, I. N. (1984). Spravochnik po matematike. Moskva, Nauka, 544.
  40. Blokh, A. G. (1957). O koeffitsiyentakh raskhoda i uglakh konusnosti fakela. Teploenergetika, 10, 35 – 41.

Downloads

Published

2014-02-10

How to Cite

Безродний, М. К., Голіяд, М. Н., & Рачинський, А. Ю. (2014). To determine heat and mass exchange surface in contact utilizers of drop type. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(8(67), 21–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.20646

Issue

Vol. 1 No. 8(67) (2014): Energy-saving technologies and equipment

Section

Energy-saving technologies and equipment

License

Copyright (c) 2014 Михайло Костянтинович Безродний, Микола Никифорович Голіяд, Артур Юрійович Рачинський

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

The consolidation and conditions for the transfer of copyright (identification of authorship) is carried out in the License Agreement. In particular, the authors reserve the right to the authorship of their manuscript and transfer the first publication of this work to the journal under the terms of the Creative Commons CC BY license. At the same time, they have the right to conclude on their own additional agreements concerning the non-exclusive distribution of the work in the form in which it was published by this journal, but provided that the link to the first publication of the article in this journal is preserved.

A license agreement is a document in which the author warrants that he/she owns all copyright for the work (manuscript, article, etc.).
The authors, signing the License Agreement with TECHNOLOGY CENTER PC, have all rights to the further use of their work, provided that they link to our edition in which the work was published.
According to the terms of the License Agreement, the Publisher TECHNOLOGY CENTER PC does not take away your copyrights and receives permission from the authors to use and dissemination of the publication through the world's scientific resources (own electronic resources, scientometric databases, repositories, libraries, etc.).
In the absence of a signed License Agreement or in the absence of this agreement of identifiers allowing to identify the identity of the author, the editors have no right to work with the manuscript.
It is important to remember that there is another type of agreement between authors and publishers – when copyright is transferred from the authors to the publisher. In this case, the authors lose ownership of their work and may not use it in any way.