Влияние поверхностно-активных веществ на процесс парообразования при пузырьковом кипении воды

• Автор: Ахметов, Тимур Рашитович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Глава.1 Краткий литературный обзор
1.1. Процесс парообразования при пузырьковом режиме кипения.
Скорость всплытия пузыря. Расчет коэффициента теплоотдачи
1.2. Адсорбция поверхностно-активных веществ (ПАВ). Причины
понижения поверхностного натяжения
Глава 2. Экспериментальное исследование влияния поверхностноактивных веществ (ПАВ) на скорость парообразования, скорость всплытия пузыря при пузырьковом режиме кипения
2.1. Выбор поверхностно-активных веществ (ПАВ) для проведения эксперимента
2.2. Описание экспериментальной установки. Методика экспериментального определения скорости парообразования
2.3. Оценка погрешности измерений
2.4. Обработка результатов эксперимента по определению скорости парообразования. Обсуждение результатов
2.5. Методика экспериментального определения скорости всплытия пузыря.
Обсуждение результатов
Глава 3 Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на
процесс парообразования при пузырьковом кипении воды
3.1. Анализ механизма воздействия поверхностно-активных веществ (ПАВ) на процесс парообразования при пузырьковом режиме
кипения воды
3.2. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на коэффициент теплоотдачи в процессе пузырькового кипения воды. Новый подход к расчету коэффициента теплоотдачи
3.3. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на скорость
всплытия пузыря
Основные результаты и выводы
Список использованной литературы

Процесс парообразования при пузырьковом кипении воды имеет большое практическое значение для теплоэнергетики, химической технологии, атомной энергетики и ряда других областей современной техники. Особое экономическое значение имеют вопросы энергосбережения в технологии промышленного получения пара. При получении пара в котлах ТЭЦ и котельных одной из основных статей затрат в себестоимости полученной продукции занимает расход топлива (газ, мазут, уголь). Снижение затрат топлива при получении пара даже на 1% принесет значительный экономический эффект.
В настоящее время, снижение расхода топлива чаще всего достигается путем внесения конструктивных изменений в технологию получения пара и достижением оптимальных (паспортных) режимов работы: установка
дополнительных поверхностей нагрева, оптимизация соотношения топливо-воздух для достижения полноты сгорания в топке котла, недопущение возникновения накипи и сажи на поверхностях нагрева котлов.
Одним из эффективных путей снижения расхода топлива на получение пара может стать применение поверхностно-активных веществ (ПАВ). При использовании ПАВ для интенсификации процесса парообразования затраты минимальны. ПАВ широко используются для интенсификации диффузионных процессов в газожидкостной системе. Однако в настоящее время в научной литературе вопрос влияния ПАВ на процесс парообразования практически не рассмотрен. Для практического внедрения ПАВ в промышленности необходимо провести глубокие исследования процесса парообразования с участием ПАВ.
В данной работе исследуется влияние поверхностно-активных веществ на процесс парообразования при пузырьковом кипении воды, в частности, на коэффициент теплоотдачи и на скорость всплытия пузыря. Оценивается

с ростом их поверхностной активности
По результатам проведенного исследования можно сделать следующие выводы.
1. Применение ПАВ может приводить к существенному повышению скорости парообразования воды в исследованных режимах.
2. Ряд ПАВ не приводят к увеличению скорости парообразования, хотя и снижают поверхностное натяжение.
3. ПАВ оказывает сложное влияние на скорость парообразования. Наиболее вероятным механизмом его положительного влияния может быть образование поверхностной турбулентности пузыря, которая приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи в окрестностях всплывающего пузыря.
2.5. Методика экспериментального определения скорости всплытия пузыря. Обсуждение результатов
Поскольку на скорость парообразования оказывает влияние скорость всплытия пузыря во второй части проведенных экспериментов исследовано изменение скорости всплытия пузыря в зависимости от концентрации ПАВ и диаметра всплывающего пузыря. Для этой цели была разработана методика экспериментального определения скорости всплытия парового пузыря. Ее суть