гидродинамические и теплообменные характеристики суперкавитационных испарительных аппаратов для обессоливания жидкостей

• Автор: Мачинский, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 282 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ .

ГЛАВА I. ПРОБЛЕМЫ ТЕРМИЧЕСКОГО ОЕЕССОЛИВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ .

1.1. Сравнительный анализ современных схем и методов опреснения . Ю

1.2. Перспективы интенсификации процессов термического обессоливания

1.3. Задачи и пути исследования

ГЛАВА П. ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ ПРОЦЕССОВ ТЕРМОКАВИТАЩЮННОГО Ж ПАРЕНИЯ.

2.1. Физикомеханическая модель и принцип работы СКиспарителей

2.2. Анализ основных исследований по развитым режимам кавитационного обтекания

2.3. Математические модели рабочих процессов в

СКиспарителях .
ГЛАВА Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕ1ШШЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕРМОКАВИТАЦИОННЫХ ИСПАРИТЕЛЕЙ
3.1. Описание и схема экспериментального термогидродинамического кавитационного стенда .
3.2. Методика проведения экспериментальных исследований .
3.2.1. Выбор цределов значений исследуемых параметров
3.3. Результаты экспериментальных исследований . .
3.3.1. Гидродинамические характеристики рабочих органов СКиспарителей .
3.3.2. Влияние стеснения потока, термодинамических параметров и пароотбора на гидродинамические характеристики СКиспарителей .
3.3.3. Обобщение опытных данных по теплоотдаче при испарении жидкости в каверну
ГЛАВА . ПЕРСПЕКТИВЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
РАЗВИТОЙ КАВИТАЦИИ ДЛЯ ВЫПАРИВАНИЯ, КОНТАКТНОГО ТЕПЛООБМЕНА И ДЕГАЗАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ
4.1. Применение термокавитационных аппаратов в процессах выпаривания жидкостей
4.2. Црименение СКконтактных теплообменников, дегазаторов
4.3. Перспективы промышленного применения суперкавитирующих аппаратов.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Такие установки сложны, однако характеризуются более высокими, по сравнению со стекающей пленкой, коэффициентами теплопередачи [,] . Разновидностью аппаратов пленочного типа являются испарители с механическим образованием пленки, а также горизонтально-трубные пленочные установки. Последние обладают высокими теплофизическими характеристиками, простотой конструкции, малыми удельными расходами электроэнергии и тепла [,3б] . К испарителям с механическим образованием пленки относят аппараты типа Лува и Сембей [з? Увеличение коэффициента теплопередачи до ( * )*3 Вт/гл2*^ достигается в этих аппаратах за счет образования пленки как по выпариваемой жидкости так и по конденсируемому пару, что интенсифицирует процесс теплообмена и позволяет уменьшить габариты этих опреснителей []. Технологические схемы аппаратов с тонкопленочным режимом течения рабочей среды, характеризуются высокими показателями коэффициента использования греющего пара (8 * м3/т), а также малым удельным расходом тепла (0, + 0,)*® кДж/м3 и электроэнергии (1,9 * 2,2) кВт-ч/м3 [2,]. Рис. I - пологоепатель. Малое время контакта рабочей жидкости с теплопередаицей поверхностью способствует снижению накипеобразования. Это позволяет увеличить степень выпаривания соленых вод. Зеркало испарения у пленочных аппаратов соответствует поверхности нагрева, что по сравнению с испарителями мгновенного вскипания в несколько раз больше []. Схемы с пленочными установками работают устойчиво и обладают большой удельной производительностью. Перечисленные преимущества пленочных аппаратов,позволяют их особенно эффективно использовать в многоступенчатых выпарных станциях. Тем не менее сложность распределения жидкости в виде пленки по поверхности нагрева - является их недостатком. Цри развитом кипении жидкости происходит разрыв пленки и ухудшение контакта ее с поверхностью теплообмена, а также увеличивается унос капель рассола, что снижает качество получаемого дистиллята [,]. Как показывают технико-экономические расчеты, выполненные М. Грингергером и др. Мдж) энергообеспечивающего источника, применение пленочных испарителей не рационально, так как себестоимость получаемого дистиллята в этом случае выше чем на установках мгновенного вскипания. Кроме того, в многоступенчатом исполнении в пленочных испарителях поверхность нагрева больше, чем в установках мгновенного вскипания, что приводит к увеличению общих капиталовложений на пленочный аппарат [2]. К недостаткам многоступенчатых схем пленочных испарителей следует отнести слаборазвитую схему регенерации теплоты, вследствие чего увеличивается удельный расход тепла на производство дистиллята. ЗЗ]. Осуществление тонкопленочных режимов течения жидкости на поверхности нагрева, способствует снижению накипеобразования, однако эта проблема не решена полностью и в аппаратах пленочного типа. По данным Т. Д.Хадсона [] на выпадение накипи в пленочных выпарных установках наряду с другими факторами влияет величина удельного теплового потока. При значениях его выше 5-Ю4 Вт/м^ , накипь начинает выпадать на трубной поверхности нагрева пленочного испарителя при температуре 1°С. Стремление интенсифицировать теплопередачу к кипящим жидкостям и создать компактную и экономичную схему испарения соленых вод, привело к созданию комбинированных установок. Большая интенсивность цроцесса теплообмена в тонких пленках и удовлетворительная работа этих аппаратов в безнакипном режиме в интервале температур ПО + 0°С, а также высокая экономичность многоступенчатых установок мгновенного вскипания, предопределили совместное использование этих аппаратов при создании комбинированных схем обессоливания. Схема такой установки, выполненная на основе вертикальнопленочных аппаратов и установок мгновенного вскипания цриведена на рис. Создание комбинированных испарителей позволяет снизить капиталовложения и повысить тепловую экономичность процесса опреснения. Сопоставление технико-экономических показателей -ти ступенчатой установки комбинированного типа и десятиступенчатой с вынесенным кипением показало высокую экономическую эффективность первой [].