- Код статьи
- 10.31857/S0040357124010114-1
- DOI
- 10.31857/S0040357124010114
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 58 / Номер выпуска 1
- Страницы
- 88-96
- Аннотация
- Для решения задач удаления трудно растворимых коррозионно-активных газов из воды в химических цехах тепловых станций и промышленных предприятий в статье рассмотрены математические модели и методы расчета эффективности тепло- и массообмена в насадочных десорберах. Представлена система двухмерных дифференциальных уравнений массообмена с частными производными и межфазным источником массопередачи. Дано выражение для межфазного источника и коэффициента турбулентной диффузии в газовой фазе, а также граничные условия к системе уравнений с учетом турбулентного перемешивания газовой фазы на входе в слой насадки. Отмечено, что представленная система уравнений массообмена решается численно и дает возможность вычислять профили концентраций компонента в газовой и жидкой фазах от входа к выходу аппарата и определять эффективность извлечения растворенных газов из воды. Для сокращения трудоемкости и времени численного решения представленной задачи показано применение системы дифференциальных уравнений диффузионных моделей гидродинамической структуры потоков газа и жидкости. Основными параметрами моделей являются числа Пекле (критерий Боденштейна), учитывающие обратное перемешивание газа и жидкости, а также общее и частные числа единиц переноса. Для упрощенных инженерных расчетов рассмотрен модифицированный метод единиц переноса с записью выражения для высоты насадки с дополнительными слагаемыми, учитывающими отклонения от модели идеального вытеснения фаз, т. е. с учетом обратного перемешивания потоков, что увеличивает требуемую высоту насадки при заданном режиме массопередачи. Получены выражения для массообменной и тепловой эффективностей процессов. Представлены примеры расчетов насадочного декарбонизатора с кольцами Рашига, а также с современными хаотичными насадками. В итоге получено универсальное выражение для расчета высоты насадки при заданной гидравлической нагрузки и требований к очистке жидкостей.
- Ключевые слова
- водоподготовка десорбция насадочные колонны математическая модель массообмен теплообмен
- Дата публикации
- 21.02.2024
- Год выхода
- 2024
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 25
Библиография
- 1. Ледуховский Г.В., Виноградов В.Н., Горшенин С.Д., Коротков А.А. Исследование технологических процессов атмосферной деаэрации воды / Под общ. ред. Г.В. Ледуховского; Ивановского гос. энерг. ун-та, Иваново, 2016. 420 с.
- 2. Ledukhovsky G.V., Barochkin Y.E., Zhukov V.P., Vinogradov V.N., Shatova I.A. Water deaeration in water-cooling systems of the stator winding in a turbogenerator with hydrogen-water cooling // Thermal Engin. 2018. V. 65. № 10. P. 751–755.
- 3. Ларин Б.М., Ларин А.Б., Суслов С.Ю., Кирилина А.В. Нормирование качества водного теплоносителя на Российских ТЭС // Теплоэнергетика. 2017. № 4. С. 79–84.
- 4. Шарапов В.И. Малинина О.В., Цюра Д.В. О предельной массообменной и энергетической эффективности термических деаэраторов // Энергосбережение и водоподготовка. 2003. № 2. С. 61.
- 5. Шарапов В.И., Цюра Д.В. Термические деараторы // Ульяновский государственный технический университет. Ульяновск: УлГТУ. 2003. 560 с.
- 6. Шарапов В.И., Кудрявцева Е.В. Технико-экономическая оценка применения технологий низкотемпературной деаэрации воды // Промышленная энергетика. 2017. № 6. С. 23–26.
- 7. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А., Шагиева Г.К. Повышение эффективности очистки воды от растворенных газов на ТЭС // Теплоэнергетика. 2017. № 1. С. 79–83.
- 8. Лаптева Е.А. Эффективность явлений переноса в газожидкостных средах при десорбции и охлаждении жидкостей. Казань: Отечество. 2019. С. 244.
- 9. Лаптев А.Г., Башаров М.М., Лаптева Е.А. Математические модели и методы расчетов тепломассообменных и сепарационных процессов в двухфазных средах. Казань: КГЭУ; Старый Оскол: ТНТ, 2021. 288 с.
- 10. Костанян А.Е., Белова В.В. О масштабном переходе в химической технологии // Химическая технология. 2016. № 3. С. 118–122.
- 11. Павлов В.П., Кулов Н.Н., Керимов Р.М. Совершенствование химико-технологических процессов на основе системного анализа // Теор. основы хим. техн. 2014. Т. 48. № 2. С. 131–135.
- 12. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Лаптева Е.А. Проблемы и решения масштабного перехода в химической технологии / /Труды Академэнерго, 2019. № 4. С. 33–38.
- 13. Розен А.М., Мартюшин Е.И., Олевский В.М. и др. Масштабный переход в химической технологии: разработка промышленных аппаратов методом гидродинамического моделирования. М.: Химия, 1980. 320 с.
- 14. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука, 1987. 464 с.
- 15. Холпанов Л.П., Шкадов В.Я. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела. М.: Наука,1990. 271 с.
- 16. Рамм В.М. Абсорбция газов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во “Химия”, 1976. 656 с.
- 17. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтеперерабатывающей технологии. 3-е изд. М.: Химия. 1987. 496 с.
- 18. Сокол Б.А., Чернышев А.К., Баранов Д.А., Беренгартен М.Г., Левин Б.В. Насадки массообменных колонн. М., 2009. 358с.
- 19. Каган А.М., Лаптев А.Г., Пушнов А.С., Фарахов М.И. Контактные насадки промышленных тепломассобменных аппаратов. Казань: Отечество, 2013. 454 с.
- 20. Лаптева Е.А., Лаптев А.Г. Математическая модель и экспериментальные данные охлаждения воды в противоточных пленочных градирнях // Теор. основы хим. техн. – 2023. Т. 57. № 4. С. 399–407.
