Preview

Надежность и безопасность энергетики

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Очистка воды от растворенных газов в пленочном аппарате с дискретно-шероховатыми стенками

https://doi.org/10.24223/1999-5555-2018-11-1-48-53

Полный текст:

Аннотация

Для решения задач повышения ресурсоэффективности и надежности различного оборудования, работающего с применением водооборотных систем на промышленных предприятиях и ТЭС, рассмотрен высокоэффективный пленочный аппарат очистки воды от растворенных коррозионно-активных газов. Аппарат состоит из пучка вертикальных труб, закрепленных в трубных решетках, и работает в режиме восходящего прямотока газа и жидкости по трубному пространству. Газ движется со скоростью 10 – 30 м/с (сильное взаимодействие фаз) и увлекает жидкую пленку снизу вверх. В таком режиме происходит значительная интенсификация тепло- и массообмена (в 5 – 15 раз) по сравнению с противотоком. Кроме этого, внутренние поверхности труб могут иметь искусственную дискретную шероховатость (прямоугольные выступы), что дополнительно повышает эффективность проводимых процессов. Представлены математическая модель и результаты расчета эффективности пленочного контактного устройства с шероховатыми стенками при сильном взаимодействии фаз. Математическое описание базируется на моделях структуры потока и диффузионного пограничного слоя. Приведены выражения для расчета коэффициента массоотдачи в турбулентной пленке при прямотоке с газом, а также параметров моделей структуры потоков в контактной трубке. Основными параметрами уравнения для расчета коэффициента массоотдачи является динамическая скорость трения на межфазной поверхности пленки и безразмерная толщина вязкого подслоя. Динамическая скорость находится из уравнения баланса сил в контактной трубке, а безразмерная толщина вязкого подслоя — на основе известного значения на пластине с коррекцией на условия взаимодействия фаз. Использована ячеечная модель структуры потока и получено выражение для расчета профиля концентрации растворенного газа в воде по высоте труб. Представлено выражение для расчета числа ячеек полного перемешивания. Даны расчетные и экспериментальные зависимости эффективности декарбонизации для трубок с гладкими и шероховатыми стенками. Показано влияние шага между элементами шероховатости (выступами) на эффективность очистки воды. Сделаны выводы о конструктивном исполнении аппарата с восходящей пленкой при повышенных концентрациях растворенных газов в воде.

 

Об авторах

Е. А. Лаптева
ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
Россия


Г. К. Шагиева
ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
Россия


А. Г. Лаптев
ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
Россия


Список литературы

1. Комиссаров Ю. А., Гордеев Л. С., Вент Д. П. Процессы и аппараты химической технологии. Учеб. пособие для вузов. М.: Химия. 2011. – 1230 с.

2. Шарапов В. И., Пазушкина О. В., Кудрявцева Е. В. Энергоэффективный способ низкотемпературной деаэрации подпиточной воды теплосети на ТЭЦ // Теплоэнергетика. 2016. №1. С. 59.

3. Орлов М. Е., Шарапова В. И. Экспериментальное исследование и математическое моделирование процессов десорбции коррозионно-активных газов в водоподготовительных установках теплофикационных систем // Энергосбережение и водоподготовка. 2016. №1 (99). С. 3 – 8.

4. Sharapov V. I., Pazushkina O. V., Kudryavtsebva E. V. Energy-eff ective for low-temperature deaeration of make-up water on the heating supply system of heat power plants. 2016. T. 63. №1. P. 687.

5. Leduhovsky G. V., Gorshenin S. D., Vinogradov V. N., Barochkin E. V., Korotkov A. A. Predicting the indicators characterizing the water decarbonization effi ciency when using atmospheric-pressure thermal deaerators without subjecting water to steam bubbling in the deaerator tank // Thermal Engineering. 2015. Т. 62. №7. P. 526 – 533.

6. Моделирование совмещенных тепломассообменных процессов в барботажной ступени центробежно-вихревых деаэраторов. / А. Н. Беляков, А. Н. Росляков, В. П. Жуков, Г. В. Ледуховский, Е. В. Барочкин. // Химическая промышленность сегодня. 2015. №6. С. 26 – 31.

7. Improvement of water treatment at thermal power plants. / B. M. Larin, E. N. Bushuev, A. B. Larin, E. A. Karpychev, A.V. Zhadan // Thermal Engineering. 2015. Т. 62. №4. P. 286 – 292.

8. Лаптева Е. А., Лаптев А. Г. Прикладные аспекты явлений переноса в аппаратах химической технологии и теплоэнергетики (гидромеханика и тепломассообмен) – Казань: Издательство «Печать-Сервис XXI век», 2015. – 236 с.

9. Николаев Н. А. Динамика пленочного течения жидкости и массоперенос в условиях сильного взаимодействия с газом (паром) при однонаправленном восходящем или нисходящем движении. – Казань, 2011. – 104 с.

10. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. – М.: Наука, 1987. – 464с.

11. Интенсификация переноса массы в пленке жидкости, двигающейся прямоточно с высокоскоростным потоком газа или пара. / Николаев Н. А., Холпанов Л. П., Малюсов В. А. и др. // Теоретические основы химической технологии, 1989.– Т.23.– №5.– С. 563 – 568.

12. Войнов Н. А., Николаев Н. А. Теплообмен при пленочном течении жидкости. – Казань: Изд. «Отечество», 2011. – 224 с.

13. Кулов Н. Н. О некоторых проблемах разделения смесей // Теоретические основы химической технологии, 2007. – Т. 41. – №1.– С. 3 – 15.

14. Энерго- и ресурсосберегающие технологии и аппараты очистки жидкостей в нефтехимии и энергетике / А. Г. Лаптев, М. И. Фарахов, М. М. Башаров и др. – Казань: Отечество. 2012. – 410 с.


Для цитирования:


Лаптева Е.А., Шагиева Г.К., Лаптев А.Г. Очистка воды от растворенных газов в пленочном аппарате с дискретно-шероховатыми стенками. Надежность и безопасность энергетики. 2018;11(1):48-53. https://doi.org/10.24223/1999-5555-2018-11-1-48-53

For citation:


Lapteva E.A., Shagieva G.K., Laptev A.G. Purification of water from dissolved gases in a film unit with discrete-rough walls. Safety and Reliability of Power Industry. 2018;11(1):48-53. (In Russ.) https://doi.org/10.24223/1999-5555-2018-11-1-48-53

Просмотров: 77


ISSN 1999-5555 (Print)
ISSN 2542-2057 (Online)