Исследование кипения водных растворов при повышенных давлениях и усовершенствование методики расчета испарителей кипящего типа при закритической минерализации

• Автор: Лавриков, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Глава 1. Обзор исследований влияния минерализации на теплоотдачу и гидродинамику в испарителях кипящего типа
1.1. Конструкция и область применения
современных энергетических испарителей кипящего типа
1.2. Особенности гидродинамики водяного объёма испарителей
в условиях глубокого концентрирования питательной воды
1.3. Особенности теплового режима длиннотрубного испарителя
в условиях глубокого концентрирования питательной воды
1.4. Пенообразование в испарителях
1.5. Влияние минерализации на гидродинамический режим испарителя
1.6. Влияние минерализации на тепловой режим испарителя
1.7. Скорость всплытия, диаметр и частота отрыва
паровых пузырей для водных растворов
1.8. Постановка задач исследования
Глава 2. Методика исследования тепловых и гидродинамических характеристик пузырькового кипения водных растворов
2.1. Экспериментальная установка с лазерной диагностикой
кипения водных растворов при атмосферном давлении
2.2. Методика исследования всплытия и диаметра паровых пузырей при повышенном давлении с помощью высокоскоростной видеокамеры
2.3. Исследование падения давления при кипении водных растворов при пониженных массовых скоростях и давлениях
Глава 3. Результаты экспериментального исследования
3.1. Кривая кипения в большом объеме при атмосферном давлении
3.2. Отрывные диаметры парового пузырька при кипении водных растворов в большом объеме при атмосферном давлении
3.3. Частота отрыва парового пузыря
3.4 Распределение температуры жидкости вблизи рабочего участка при
кипении воды и водного раствора Ха2804

3.5. Скорость всплытия паровых пузырей при атмосферном давлении в большом объеме
3.6 Исследование скорости всплытия при повышенном давлении
3.7. Оценка влияния свойств среды на скорость всплытия паровых пузырей
3.8. Определение плотности центров парообразования
3.9 Перепад давления в трубе при кипении воды и водного раствора 115 3.10. Фактор взаимодействия для водных растворов
Глава 4. Усовершенствование методики теплогидравлического расчёта испарителя для закритического солесодержания концентрата
4.1 Описание теплогидравлических процессов в испарителе естественной циркуляции в широком диапазоне солесодержаний концентрата
4.2 Скорость всплытия паровых пузырей в испарителе при закритической минерализации концентрата
4.3 Паросодержание в опускной щели при закритической минерализации концентрата
4.4. Скорость циркуляции в испарителе
4.5. Определение условий возникновения участка ухудшенного теплообмена в трубах греющей секции при закритической минерализации концентрата и положительном паросодержании на входе
4.6. Сравнение расчетных и измеренных коэффициентов теплопередачи и
оценка скорости циркуляции при закритической минерализации
концентрата
Приложение 1. Оценка погрешности определения основных параметров

Приложение 2 Сопоставление экспериментальных значений коэффициента теплопередачи в испарителях И-600 с расчетными значениями

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Н- весовой уровень р - давление
Ар, АР -перепад давления р - плотность среды ЬТ- температура среды А/, АТ - разница температур и^о - скорость циркуляции <2>о_ приведённая скорость пара со'о - приведённая скорость жидкости Рг - критерий Фруда g— ускорение свободного падения (р - истинное объёмное паросодержание х - массовое расходное паросодержание Р - объёмное расходное паросодержание у/ - фактор взаимодействия.
<р - среднее истинное объёмное паросодержание С - концентрация раствора <7 - плотность теплового потока су— коэффициент поверхностного натяжения,
Л - коэффициент теплопроводности г - удельная теплота парообразования х* - граничное паросодержание т - время <Л, £) - диаметр
а - коэффициент теплоотдачи И - энтальпия с1* - наиболее вероятное Л- число Якоба

юпуз = 0,275 - 0,05 ■ С, для С =0-20 г/кг; <упп = ОД 75, для С = 20-90 г/кг;
(1.15)
©,1уз =0,175+ 0,00714-(С-90), для С = 90-160 г/кг.
Полученные зависимости скорости всплытия паровых пузырей от солесодержания согласуются с наблюдаемым в работе [5] ростом весового уровня в опускной щели при больших солесодержаниях концентрата.
В экспериментах не было обнаружено какой-либо зависимости диаметров паровых пузырей от состава исследуемых растворов.
Групповая скорость всплытия паровых пузырей в водных растворах
В работе [27] на основе кинематической модели пароводяного потока предложено уравнение для определения истинного объёмного
паросодержания адиабатного потока в вертикальных каналах:
где р - объёмное расходное паросодержание; у/ - фактор взаимодействия.
Для условия барботажа (®сч=<»о> Д = 0 указанное уравнение может быть преобразовано к виду:
Сопоставление уравнений (1.5) и (1.17) позволяет сделать вывод, что фактор взаимодействия есть функция паросодержания. Для чистой воды в работе [27] на основе обработки большого количества экспериментальных точек в диапазоне паросодержаний от 0,05 до 0,7 получена следующая формула для фактора взаимодействия:
<р-

(1.16)
(1.17)