Теплоперенос и гидродинамика при подготовке воды энергетических установок методом дистилляции

• Автор: Михалкина, Гульнара Салиховна
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

1.1.Требования, предъявляемые к качеству воды энергетических установок

1.2.Методы очистки воды от взвешенных частиц.

1.3.Химические методы очистки воды.

1.4.Физические методы очистки воды.

1.5.Дистилляционный метод

1 .б.Сравнительный анализ современных методов

водоподготовки

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛЕНОЧНОГО ТЕЧЕНИЯ

2.1.Методы измерения волновых характеристик движущейся
пленки жидкости.
2.1.1.Методика эксперимента и обработки опытных результатов.
2.2.Методы экспериментального измерения уноса капель
2.2.1.Методика эксперимента и обработки опытных результатов
ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ТРУБЧАТЫХ
ДИСТИЛЛЯЦИОННЫХ АППАРАТАХ.
3.1.Основные закономерности дисперснопленочного течения в условиях восходящего прямоточного движения фаз.
3.2. Волновые параметры пленочного течения.
3.2.1.Результаты измерения относительной амплитуды, частоты и фазовой скорости волн при осевом движении потока.
3.2.2.Результаты измерения волновых параметров при вращательном движении двухфазного потока
3.2.3.Влияние физических свойств жидкости
3.3.Закономерности образования и распространения дисперсной фазы в несущем потоке.
3.3.1.Количество дисперсной фазы при осевом, вращательнопоступательном движении потока и переменных физических свойствах жидкости
ГЛАВА 4. ТЕПЛОПЕРЕНОС В ПЛЕНКЕ ЖИДКОСТИ
4.1.Описание экспериментальной установки и методики
исследования
4.2.Результаты измерения коэффициентов теплопереноса в пленке жидкости.
4.3.Расчет коэффициентов теплопереноса и сопоставление с опытными результатами.
4.4.Влияние на теплоперенос взаимодействия капель с пленкой жидкости
ГЛАВА 5. ДИСТИЛЛЯЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПОДГОТОВКИ
ВОДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК.
ВЫВОДЫ.
ПЕРЕЧЕНЬ ОС1ЮВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


На основе комплекса выполненных экспериментальных и теоретических исследований разработаны рекомендации по созданию и представлен промышленный вариант дистилляционных установок, работающих в режиме сильного взаимодействия фаз, новизна которых подтверждена патентами РФ. Личное участие. Все результаты получены лично автором под руководством д. Николаева H. Апробация работы. Казань, -гг. Итоговых научных конференциях Казанского научного центра Российской академии наук (Казань, -гг. Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-», (Воронеж, г. V Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН В. Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, г. Публикации. Г1о теме диссертационной работы опубликовано работ, в том числе -5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, а также 6 статей в периодических научных изданиях, 1 монография, 2 патента и тезисы конференций. ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ. Требования, предъявляемые к качеству воды энергетических установок. Вода и водяной пар являются теплоносителями в водном и паровом трактах энергетических установок. Эксплуатация установок водоподготовки и применяемый водно-химический режим должны обеспечивать работу промышленных предприятий без повреждений, вызываемых коррозией внутренних поверхностей теплоэнергетического и сетевого оборудования, образования накипи и отложений на теплопередающих поверхностях, а также шлама в оборудовании. В зависимости от характера использования воды различными потребителями определяются и показатели, необходимые для качественной и количественной характеристики воды: качество питательной воды котлов, установленных в отопительных котельных регламентируется требованиями ПТЭ Минэнерго [1], котлов промышленных предприятий — требованиями ПТЭ Госгортехнадзора [2]; качество подпиточной воды открытых систем теплоснабжения (с непосредственным водоразбором) должно удовлетворять также действующим нормам для питьевой воды (СанПиН 2. Растворенные в воде вещества вызывают те или иные неполадки в работе энергетического оборудования, в основном - образование в тепловых агрегатах накипных отложений и коррозии [4-]. Это обусловило развитие технологий водоподготовки, технологий предотвращения коррозии, накипе-и осадкообразования [-], а также технологий очистки технологического оборудования от накипи и отложений [-]. При больших щелочности и солесодержании имеют место вспенивание котловой воды и занос солей в пароперегреватель. В настоящее время в котлах предусматриваются специальные сепарационные устройства, ступенчатое испарение, промывка пара и другие способы, способствующие получению чистого пара. Допускаемое конструкцией котла солесодержание в чистом и солевом отсеках оговаривается заводом-изготовителем в паспортных данных к котлу. В теплофикационных водогрейных котлах кроме карбонатных отложений при подогреве воды выше 0 °С сильно снижается растворимость CaSO. В теплообменной аппаратуре, работающей при - °С, возникают так называемые низкотемпературные отложения, основным компонентом которых является карбонат кальция (СаСОз). Образующиеся накипные отложения значительно снижают теплопроизводительность теплообменников (отложения толщиной 1 мм повышают расход условного топлива до 8 % []), а также увеличивают потери напора в трубах. В подогревателях горячего водоснабжения (подогрев воды до °С), использующих недеаэрированную исходную воду, накипные отложения могут быть весьма велики, поэтому применение исходной воды без предварительной обработки ограничивается соответствующими нормами. Наряду с карбонатными отложениями в теплообменной аппаратуре идет накопление продуктов коррозии. Довольно характерным является состав отложений, отобранных из подогревателей горячего водоснабжения в Клину (состав приводится в %): СаО - ,; MgO - 1,; Fe2U3 - ,; SiC>2 -6,2; SO3 - 0,; потери при прокаливании - %. В современных котлах, особенно сжигающих высококалорийное топливо (газ, мазут) тепловой поток в экранированных трубах может достигать 0-0 кВт/м2 (0-0 Мкал/(м2ч)].