Моделирование капельного уноса и загрязнения дистиллята в многоступенчатых испарительных установках
В.П. Жуков, И.А. Кокулин, В.Н. Виноградов, С.Д. Горшенин, Е.В. Барочкин
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 5, сс. 92—98
Скачать PDF
Состояние вопроса. На тепловых и атомных электрических станциях широко используются термические способы подготовки воды, которые имеют ряд экологических и экономических преимуществ. Термические способы часто реализуются в испарительных установках, которые позволяют получать дистиллят при использовании низкопотенциального тепла, что делает эти установки перспективным направлением подготовки воды на тепловых и атомных электрических станциях. Следует отметить, что капельный унос жидкости в испарительных установках существенным образом влияет на качество дистиллята. Молекулярный пар практически не содержит примесей, однако при повышении интенсивности подвода энергии и парообразования возможен унос капель жидкости с паром, что приводит к загрязнению готового продукта. Для выбора эффективных режимов работы и конструктивных параметров испарительной установки разработка математической модели тепломассообмена с учетом капельного уноса жидкости приобретает особую актуальность.
Материалы и методы. Для решения задач моделирования тепломассообменных процессов в многоступенчатых испарительных установках использованы матричные модели, построенные на уравнениях баланса массы и энергии.
Результаты. Предложена матричная модель многоступенчатой испарительной установки, учитывающая капельный унос жидкости при испарении и соответствующее загрязнение примесями готового продукта.
Выводы. Разработанная модель процесса тепломассообмена позволяет решать прямые и обратные задачи по эффективной организации процессов тепломассообмена в установках различного назначения, что, в свою очередь, служит основой для постановки и решения задач по выбору оптимальных конструктивных и режимных параметров испарительных установок. Предложенный метод моделирования тепломассообмена обеспечивает возможность одновременного поиска приемлемых значений конструктивных и режимных параметров многоступенчатых испарительных установок различного назначения.
1. Назмиев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 288 с.
2. Справочник по теплообменникам: в 2 т. Т. 1: пер. с англ. / под ред. О.Г. Мартыненко и др. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 560 с.
3. Мошкарин А.В., Мошкарин А.А. Анализ схем испарительных установок тепловых электростанций. – Иваново, 2007. – 271 с.
4. Термообессолевающая установка Exerger [Электронный ресурс]. – Режим доступа. https://storage.yandexcloud.net/startupvillage20/uploads/2e/f35387f3395c325a3bb9a919809c35.pdf [дата доступа 08.11.2022].
5. Матричная формализация расчета многоступенчатой испарительной установки мгновенного вскипания / В.П. Жуков, А.В. Мошкарин, Е.В. Барочкин и др. // Состояние и перспективы развития электротехнологии: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф. (XI Бенардосовские чтения). – Иваново, 2003. – С. 182.
6. Жуков В.П., Барочкин Е.В. Системный анализ энергетических тепломассообменных установок. – Иваново, 2009. – 176 с.
7. Жуков В.П., Кокулин И.А., Виноградов В.Н. Моделирование и расчет процесса тепломассообмена в многоступенчатых многопоточных испарителях мгновенного вскипания // Вестник ИГЭУ. – 2023. – Вып. 1. – С. 71–78.
8. Simulation of Droplet Entrainment in Multistage Flash Evaporating Units / V.P. Zhukov, I.A. Kokulin, V.N. Vinogradov, A.E. Вarochkin // Thermal Engineering. – 2023. – Vol. 70, No. 11. – Р. 957–963.
9. Физика облаков / под ред. А.Х. Хргиана. – Л.: ГИМИЗ, 1961. – 459 с.
10. Мизонов В.Е., Ушаков С.Г., Барочкин Е.В. Аэродинамическая классификация порошков. – Иваново, 2014. – 260 с.
11. Процессы и аппараты химической технологии. В 5 т. Т. 2 / под ред. А.М. Кутепова. – М.: Логос, 2000. – 480 с.
12. Касаткин А.Г. Основные процессы химической технологии. – М.: Химия, 1973. – 750 с.