ВПЛИВ ПРОЦЕСІВ ПАРО- ТА КРИСТАЛОУТВОРЕННЯ НА ТЕПЛООБМІН В ПЛІВКОВИХ ВИПАРНИХ АПАРАТАХ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2021.1.04Ключові слова:
випарні апарати, упарювання кристалічних розчинів, плівкова течія багатофазної речовини; підвищення ефективностіАнотація
Для зміни концентрації розчинів застосовуються процеси випарювання, що здійснюються у випарних установках, які в залежності від виду оброблюваної речовини мають різну конструкцію. Значна витрата енергії в таких апаратах пов'язана з необхідністю видалення великих обсягів вологи. Ефективним способом підвищення енергоефективності процесу є використання багатокорпусних випарних установок, однак їхня вартість є досить високою. В якості альтернативи можливо застосування випарних апаратів з багаторазовим використанням теплоносія, які працюють у плівковому режимі. Їхньою перевагою є наявність компресора вторинної пари, що дає можливість ефективно використовувати мінімальний температурний напір. Однак вони мають ряд обмежень по вимогах до чистоти розчину. Одним зі способів зниження швидкості інкрустації поверхонь нагрівання є добавка у вихідний розчин готової твердої фази. Однак це вимагає додаткових досліджень і створення математичної моделі, що дасть можливість моделювати складні тепломасообмінні процеси при плівковій течії розчинів, що кристалізуються, та супроводжуються зміною фізичних характеристик розчину і накипоутворенням. У моделі розглядалася трифазна рідка суспензія зі вмістом фаз, що змінюється. Представлено два етапи пароутворення – на поверхні рідини та на поверхні теплообміну. Наявність твердої фази турбулізує потік і інтенсифікує процес теплообміну. Тому в математичну модель включені рівняння руху трифазного потоку з вмістом фаз, що змінюється, для двох випадків пароутворення. Дана математична модель також містить у собі рівняння нерозривності, енергії й теплообміну. Розглянутий метод боротьби з накипоутворенням дозволить знизити швидкість інкрустації поверхонь випарних апаратів зі стікаючою плівкою для розчинів, що кристалізуються. Це у свою чергу дозволить зменшити капітальні й експлуатаційні витрати для апаратів даного типу.
Посилання
Gavrilichenko I.G. Eksperimental'nye issledovaniya teplogidrodinamicheskih processov vyparivaniya pri plyonochnom techenii zhidkosti / I.G. Gavrilichenko,
Yu.B. Danilov // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetа «KhPI». Ser. Іnnovacіjnі doslіdzhennya u naukovih robotah studentіv. – Kharkiv: NTU «KhPI», 2014. – № 16 (1059). – P. 12-21.
Danilov YU.B Teoreticheskie i eksperimental'nye issledovaniya teploperedachi i kipeniya v vyparnyh apparatah so stekayushchej plyonkoj/ YU.B Danilov, L.M. Ul'ev // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. – 2012. – № 3. – P 84–96.
Mak-Adams V.H. Teploperedacha / V.H. Mak-Adams. – Moskva: Metallurgizdat, 1961. – 362 p.
Kutateladze S.S. Pristennaya turbulentnost'/ S.S. Kutateladze. – Novosibirsk: Nauka, 1973. – 228 p.
Gimbutis G. Teploobmen v gravitacionnom techenii plyonki zhidkosti /
G. Gimbutis. – Vil'nus : Moksla,1988. – 232 p.
Voroncov E.G. Teploobmen v zhidkostnyh plyonkah / E.G. Voroncov,
Yu.M. Tatanajko – Kiev: Tekhnika, 1972. – 196 p.
Fokin V.S. Matematicheskaya model' teploobmena pri vynuzhdennom dvizhenii zhidkostnyh suspenzij/ V.S. Fokin, V.M. Koshel'nik, V.G. Pavlova // Vestnik Kharkovskogo gosudarstvennogo politehnicheskogo universiteta. – Kharkov: KhGPU, 1998. – Vyp. 13. –
P. 37–40.
Pavlova V.G. Teploobmen pri plenochnom techenii trekhfaznoj zhidkostnoj suspenzii v vyparnyh apparatah / V.G. Pavlova // Kommunal'noe hozyajstvo gorodov. – 2003. – № 49. – P. 70–74.
Fokin V.S. K raschetu koeffitsienta teplootdachi v shirokokanalnyih plastinchatyih greyuschih kamerah/ V.S. Fokin, V.G. Pavlova, I.V. Ivanova // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. – 2011. – № 1. – P. 14–17.
Fokin V.S. Osnovy perenosa tepla pri plenochnom dvizhenii zhidkostnoj suspenzii/ V.S. Fokin, V.G. Pavlova // Vestnyk natsyonalnoho tekhnycheskoho unyversyteta «KhPІ». – Kharkоv: NTU «KhPІ», 2002. – № 6, T. 1, – P. 94-97.
Fokin V.S. Vliyanie tverdoj fazy na processy uparivaniya kristalliziruyushchihsya rastvorov v apparatah so stekayushchej plenkoj/ V.S. Fokin, V.G. Pavlova // Vestnyk natsyonalnoho tekhnycheskoho unyversyteta «KhPІ». – Kharkоv: NTU «KhPІ», 2003. – Vyp. 9, T.12. – P. 180–183.
Fokin V.S. Teplomassoobmen pri plenochnom techenii mnogokomponentnoj zhidkosti suspenzii / V.S. Fokin, V.G. Pavlova // Vestnyk natsyonalnoho tekhnycheskoho unyversyteta «KhPІ». Ehnergeticheskie i teplotekhnicheskie processy i oborudovanie. – Kharkоv: NTU «KhPІ», 2004. – Vyp. 12. – P. 123–126.
