Введение
1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования 18
1.1. Физические основы механизма орто-парапревращения 18
1.2. Анализ основных работ по проблеме орто-парапревращения 25
1.3. Процессы при охлаждении криогенных жидкостей 45
1.3.1. Способы охлаждения криогенных жидкостей 45
1.3.2. Теплообмен в процессах охлаждения жидкостей, осложненный образовавшейся твердой фазой теплоносителя 52
1.3.3. Влияние свободной конвекции на гидродинамическую картину течения потока и на интенсивность процесса теплообмена 63
1.4. Принцип работы генератора озона и способы получения озона. Применение низких температур в процессах получения озона 74
1.4.1. Озон - перспективный окислитель для основных технологических процессов 74
1.4.2. Механизм образования озона, принцип работы генератора озона 77
1.4.3. Применение низких температур в процессе получения озона 81
1.5. Обзор существующих конструкций генераторов озона с барьерным разрядом 85
1.6. Влияние технологических и конструктивных параметров генератора озона на выход озона. 92
1.6.1. Влияние состава рабочего газа на выход озона 92
1.6.2. Влияние величины разрядного промежутка диэлектрического барьера, частоты питающего напряжения и системы охлаждения электродов на выход озона 99
2. Исследование процессов орто-параконверсии в аппаратах установок ожижения водорода 107
2.1. Математическое моделирование процесса адиабатической орто-
параконверсии 108
2.1.1. Процесс адиабатической орто-параконверсии для линейного приближения равновесной кривой 108
2.1.2. Адиабатическая орто-параконверсия на высокоактивных катализаторах 111
2.1.3. Процесс адиабатической орто-параконверсии при переменной активности катализатора 115
2.2. Математическое моделирование процесса изотермической орто-параконверсии 117
2.3. Моделирование процесса политермической орто-параконверсии 122
2.3.1. Решение задачи для общего случая 122
2.3.2. Нахождение условий работы аппаратов непрерывной орто-параконверсии в квазиравновесном режиме 125
2.4. Экспериментальное исследование процесса орто-параконверсии в полупромышленных условиях 131
2.4.1. Экспериментальная установка 131
2.4.2. Экспериментальное исследование процесса политермической орто-параконверсии 137
2.4.3. Экспериментальное исследование процесса адиабатической орто-параконверсии 144
2.4.4. Экспериментальное исследование процесса изотермической орто-параконверсии 147
2.5. Основные результаты промышленных испытаний аппарата политермической конверсии и перспективы улучшения конструктивно-технических показателей 151
2.6. Основные положения методики расчета аппаратов орто-параконверсий 156
3. Исследование процесса теплообмена при охлаждении жидкого кислорода до температуры близкой к температуре тройной точки 165
3.1. Исследование процесса теплообмена в модельных условиях на системе "вода-воздух" 165
3.1.1. Экспериментальная установка. Методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных 165
3.1.2. Визуализация процесса образования льда 171
ЗЛ .3. Результаты исследования теплообмена и гидравлического сопротивления 177
3.1.4. Анализ математического моделирования процесса теплообмена при поперечном обтекании "чистого" пучка труб 180
3.1.5. Результаты исследования процесса теплообмена при различной ориентации модели в поле сил тяжести и с дополнительным межтрубным перемешиванием потока 184
3.2. Исследование процесса теплообмена в модельных условиях на системе "жидкий кислород-гелий" , LS9
3.2.1. Экспериментальный стенд. Модельный теплообменник. Приборы и измерения. Методика проведения эксперимента 189
3.2.2. Анализ особенностей теплофизических свойств кислорода вблизи температуры тройной точки 196
3.2.3. Результаты исследования теплообмена и гидравлического сопротивления 199
3.3. Модель теплообменника с наличием твердой фазы теплоносителя в межтрубном пространстве, Методика расчета и рекомендации по повышению эффективности 202
3.3.1. Квазистационарное приближение. Модель теплообменника с равномерно обмерзшим пучком трубок 202
3.3.2. Сопоставление результатов численного решения с экспериментальными данными. Граница применимости модели равномерного обмерзания 205
3.3.3. Методика расчета теплообменников и рекомендации по повышению их эффективности 209
3.4. Исследование теплообменника-охладителя в промышленных условиях 211
3.4.1, Назначение и основное оборудование системы охлаждения кислорода 212
3.4.2. Методика проведения промышленных испытаний и обработки экспериментальных данных 217
3.4.3. Основные результаты промышленных испытаний 219
3.5. Некоторые следствия из решения задач по охлаждению жидкого
кислорода до температуры близкой к температуре тройной точки 229
4. Разработка и исследов ание опытно-промышленного генератора озона 232
4/1. Разработка и исследование пластинчатых электродов 232
4.1.1. Разработка технологии изготовления пластинчатых электродов 232
4.1.2. Исследование несущей способности пластинчатых электродов 238
4.1.3. Исследование "эластичных" свойств пластинчатых электродов 246
4.1.4. Исследование структуры диэлектрического покрытия 249
4.1.5. Визуализация картины течения охлаждающей жидкости во внутренней полости пластинчатого электрода 252
4.2. Разработка лабораторной установки и проведение исследований пластинчатых электродов 258
4.3. Разработка и исследование промышленного генератора озона с использованием в качестве рабочего газа воздуха 263
Заключение 273
Список литературы
