Совершенствование конструкции модульных аппаратов магнитной обработки воды для систем тепловодоснабжения животноводческих объектов

• Автор: Кофанов, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. МАГНИТНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВОДОПОДГОТОВКИ

1.1 Требования к качеству воды для теплоэнергосистем

объектов животноводства.

1.2 Проблемы водоподготовки в котельных объектов

ж и вотно водства

1.3 Воздействие магнитного поля на процесс накипеобразования

1.4 Анализ конструкций аппаратов магнитной обработки воды

1.5 Выводы.

Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ МОДУЛЬНОГО АМОВ

2.1 Магнитный КПД как критерий совершенствования конструкции
2.2 Математическое моделирование магнитной системы модульного АМОВ в трехмерном пространстве
методом конечных элементов.
2.3 Рационализация формы полюсных наконечников
модульного АМОВ
2.4 Зависимость КПД от магнитных свойств
материала магнитопровода.
2.5 Выводы.
Глава 3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Определения обмоточных данных модульного АМОВ
3.2 Методика выбора геометрических размеров АМОВ на различные,
диаметры трубопровода.
3.3 Математическая обработка результатов эксперимента.
3.4 Выводы
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Экспериментальное подтверждение теоретических расчетов
магнитной системы
4.2 Исследование структуры солеобразования после.
магнитной обработки воды
4.3 Выводы
Глава 5. ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
МОДУЛЬНОГО АППАРАТА МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ
5.1 Расчет затрат на стадии исследования и разработки
5.2 Определение себестоимости изделия.
5.3 Нахождение капитальных вложений
5.4 Расчет общих экономических показателей
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Накипь обладает меньшей, в 5- раз, по сравнению с металлом теплопроводностью, что приводит к потерям при передаче тепла от поверхности нагрева теплоносителю. На рисунке 1. Из графика видно, что при толщине слоя накипи (б') равной 1 мм потери тепловой энергии (АЕ) составляют 8%, при мм потери могут достигать значения % от произведенной энергии [8]. Потери тепла ведут к перерасходу топлива. Рисунок 1. Влияния толщины минеральных образований на температуру стенки трубы. Солеотложение на нагревательных элементах водогрейных установок так же приводит к повышению температуры поверхности нагрева. Перегрев зависит от теплопроводности слоя солей. Зависимость максимальной температуры от толщины минеральных отложений показывает, что перегрев может составлять 0 - 0 %. Увеличение слоя накипи на поверхности нагрева котла со стороны воды существенно повышает температуру стенки водогрейных труб в 2-5 раз. При этом образуются свищи, и в результате котельное оборудование может выйти из строя гораздо раньше эксплуатационного периода. Присутствие в воде агрессивных газов приводит к коррозии внутренней поверхности котельных агрегатов и магистрального трубопровода. Интенсивное отложение накипи, и образование коррозии приводит к уменьшению срока службы тепловых сетей в 3,6 раза [6]. Поэтому к питающей или подпиточной воде, поступающей из природного водоисточника, предъявляют определенные требования по жесткости. Под водоподготовкой понимают обработку воды, поступающей из природного водоисточника на питание водогрейных агрегатов, в результате которой происходит снижение или предотвращение солеотложения (накипеобразовапие) и образования коррозии на внутренних поверхностях теплоэнергетического оборудования [, ]. Предохранение котлов и тепловых агрегатов от накипи может быть достигнуто в основном двумя способами: удалением накипеобразователей до поступления воды в котел (предварительная обработка воды) и созданием условий внутри котла с образованием шлама (внутрикотловая обработка). Выделяющийся шлам периодически или непрерывно удаляется шламосборниками и таким образом, вредные последствия, связанные с накипью, в большей или меньшей степени предотвращаются. В условиях рыночной экономики, что бы получить наибольшую прибыль необходимо снижать затраты. Уменьшение расходов на очистку водогрейных установок и трубопроводов особо актуально для животноводческих комплексов и ферм, т. Существуют различные методы и способы водоподготовки для котельных, а также разработаны технологические схемы с магнитными антинакипными устройствами. Большинство коровников, свинарников и пр. Вследствие этого возникает проблема водоснабжения данных объектов, потому как прокладывать к ним дорогостоящий трубопровод невыгодно, с другой стороны, качество подаваемой в котел животноводческого помещения жидкости должно соответствовать санитарным нормам питьевой воды. Одним из решений задачи водоснабжения является использование грунтовых вод. Существуют два водоносных горизонта: песчаный и известняковый (артезианский). Водоносный песок залегает на глубине . Производительность песчаной водяной скважины редко превышает 0,5 м3/ч. Бурение «на песок» имеет относительно невысокую стоимость. Изготовление таких скважин происходит в течении одного двух рабочих 1шей. Все это делает использование песочной воды привлекательным для частного населения в сельском хозяйстве. Содержание солей магния и кальция достигает 3-6 мг-экв/л [9]. Однако эти скважины имеют тенденцию к заиливанию. Срок эксплуатации таких скважин напрямую зависит от мощности водоносного горизонта и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит, но срок ее эксплуатации не превышает 5-8 лет. Гак же существует возможность загрязнения водоносного горизонта различными поверхностными водами, некачественными системами канализации, коллекторами и тому подобное. Неопределенность расположения водоносного песка в точке бурения приводит к тому, что скважину приходится бурить повторно в другом месте. Эти особенности ограничивают использование воды из таких скважин [1, 3].