Обоснование выбора термодинамических циклов абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов

• Автор: Орлов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 238 с.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Схемы и термодинамические циклы абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
1.2. Энергетическая эффективность абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов

1.3. Математические модели абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов

1.4. Основные выводы и задачи исследования

2. КОМПЛЕКСНАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АБСОРБЦИОННЫХ БРОМИСТОЛИТИЕВЫХ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМИ ЦИКЛАМИ
2.1. Структурная схема комплексной математической модели абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов с различными термодинамическими циклами
2.2. Методики расчёта термодинамических и теплофизических свойств рабочих веществ
2.2.1. Методика расчёта термодинамических и теплофизических свойств воды и водяного пара
2.2.2. Методика расчёта термодинамических и теплофизических свойств водного раствора бромистого лития
2.3. Методики расчёта термодинамических циклов абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
2.4. Методика расчёта тепломассопереноса в абсорбционных бро-

мистолитиевых термотрансформаторах
2.5. Методика расчёта массы бромистого лития в растворных аппаратах абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
2.6. Методика расчёта технико-экономических показателей абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов.
3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСЧЁТА АБСОРБЦИОННЫХ БРОМИСТОЛИТИЕВЫХ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМИ ЦИКЛАМИ
3.1. Структурная схема программы расчёта абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
3.2. Программа расчёта абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
3.3. Оценка адекватности комплексной математической модели и программы расчёта абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов экспериментальным данным
4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ АБСОРБЦИОННЫХ БРОМИСТОЛИТИЕВЫХ ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМИ ЦИКЛАМИ
4.1. Выбор исходных данных для расчётов
4.2. Анализ показателей энергетической эффективности абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
4.3. Анализ основных технико-экономических показателей абсорбционных бромистолитиевых термотрансформаторов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПРАВКА ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Т - температура, К;
/ - температура, °С;
£? — тепловой поток, кВт;
ц - удельный тепловой поток, кДж/кг;
Е — поток эксергии, кВт;
N - мощность, кВт;
г - удельная энтальпия, кДж/кг;
5 - удельная энтропия, кДж/(кг-К);
р - давление, Па;
V - удельный объём, м /кг;
ср - удельная изобарная теплоёмкость, кДж/(кг-К); г - удельная теплота парообразования, кДж/кг;
B, - массовая концентрация, %;
а - кратность циркуляции раствора, кг/кг;
C, - тепловой коэффициент;
М - коэффициент трансформации;
г/ - коэффициент полезного действия;
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К);
Л - теплопроводность, Вт/(м-К);
р - плотность, кг/м3;
с - поверхностное натяжение, Н/м;
р - коэффициент динамической вязкости, кг/(м-с); Г - плотность орошения, кг/(м-с);
Д - диаметр, м;
Е - площадь теплопередающей поверхности, м2;
К - капитальные затраты, руб.;
И - эксплуатационные издержки, руб.

Реализация двухступенчатых циклов АБТТ с параллельным соединением ступеней затруднительна из-за возможности кристаллизации раствора бромистого лития [125]. В области высоких температур, где кристаллизация раствора происходит при более высоких концентрациях, исследование возможности осуществления таких циклов не проводилось.
Двухступенчатые АТТ последовательного типа получили большее распространение [75]. Основным их преимуществом является возможность использования для работы низкопотенциальных греющих источников, которые непригодны для осуществления других циклов АТТ. Такими источниками могут быть: геотермальная вода; вода из водоёмов, используемых промышленными предприятиями для сброса низкопотенциальных тепловыделений технологических процессов; вода, нагретая в солнечных коллекторах; тёплый воздух, удаляемый из помещений и т.д.
Обычно греющий источник, ввиду его низкого потенциала, подаётся в генераторы разных ступеней параллельно, что увеличивает его расход. Последовательная подача позволяет использовать теплоту греющих источников среднего и высокого потенциала.
Используя низкопотенциальные греющие источники, можно осуществить двухступенчатый цикл АБТТ последовательного типа с тепловым коэффициентом порядка 0,3 - 0,45.
Последовательный двухступенчатый цикл применяют и в случаях, когда из-за “вырождения” зоны дегазации невозможно осуществление одноступенчатого цикла, т.е. когда зона дегазации в одноступенчатом цикле становится меньше определённой величины, обусловленной допустимыми энергетическими затратами на привод растворного насоса.
Недостатком двухступенчатых АБТТ является сложность схемы, увеличение металлоёмкости машины, большой расход греющего и охлаждающего источников, а также относительно низкие значения энергетических показателей.
С целью улучшения внутренней регенерации теплоты возможно осуществ-