Русская версия English version

Разработка математической модели процесса деаэрации перегретой воды при ее попадании в зону разрежения

Ю.Е. Барочкин, Г.В. Ледуховский, В.П. Жуков, С.Д. Горшенин

Вестник ИГЭУ, 2018 г. выпуск 5, сс. 5—11

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса. Удаление растворенных газов за счет вскипания перегретой воды при ее попадании в зону разрежения, называемое начальным эффектом деаэрации, протекает как сопутствующий процесс в различных типах теплоэнергетического оборудования: расширителях конденсатов и продувочной воды, конденсаторах пара, подогревателях некоторых типов. Существуют также деаэрационные устройства, принцип действия которых основан на начальном эффекте деаэрации: кавитационно-струйные, центробежно-вихревые деаэраторы, капельные деаэраторы перегретой воды. Вклад начального эффекта в общую эффективность деаэрации, согласно опубликованным данным, может достигать 80 %, поэтому его необходимо учитывать при расчете рассматриваемого оборудования. Однако в настоящее время отсутствуют математические модели, обеспечивающие расчет начального эффекта деаэрации с приемлемой для решения практических задач точностью. В связи с этим актуальными являются исследования процесса деаэрации воды в рассматриваемых условиях и разработка соответствия математических моделей.

Материалы и методы. Использованы методы термодинамики, теории подобия процессов тепломассообмена, регрессионного анализа и математической статистики, а также опубликованные экспериментальные данные о процессе деаэрации воды за счет начального эффекта в деаэрационных устройствах различных типов.

Результаты. На основе существующей математической модели фазового перехода в перегретой жидкости и полученных экспериментальных данных с использованием методов теории подобия процессов тепломассообмена разработано замкнутое математическое описание процесса деаэрации перегретой воды при ее попадании в зону разрежения. Выявлено, что основными факторами, определяющими эффективность деаэрации воды в рассматриваемых условиях, являются: уменьшение температуры воды в устройстве, начальный перегрев воды относительно температуры насыщения, гидравлическая нагрузка устройства.

Выводы. Предложенное математическое описание дает возможность рассчитывать эффективность деаэрации с приемлемой для решения практических задач точностью, что позволяет рекомендовать его к использованию при проектировании и наладке теплоэнергетического оборудования.

Список литературы на русском языке: 

1. Оликер И.И. Термическая деаэрация воды в отопительно-производственных котельных и тепловых сетях. – Л.: Стройиздат, 1972. – 137 с.

2. Проблемы деаэрации воды в энергетике и способ их решения / Б.А. Зимин // Новости теплоснабжения, 2006. – вып. 1. – С. 40-44.

3. Выбор схемы включения прямоточных деаэрационных устройств / И.А. Шатова, Е.В. Барочкин, Г.В. Ледуховский // Материалы IV Российской научно-практической конференции «Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования». – Иваново: ИГЭУ, 2005. – С. 63-65.

4. Повышение эффективности технологических систем ТЭС с применением кавитационных деаэрационных устройств / Г.В. Ледуховский, Ю.Е. Барочкин, В.Н. Виноградов, А.Е. Барочкин // Вестник ИГЭУ. – 2018. – вып. 1. – С. 5-13.

5. Исследование начального эффекта при десорбции растворенного кислорода в деаэраторах перегретой воды / Ю.Е. Барочкин, В.П. Жуков, Г.В. Ледуховский, Е.В. Барочкин // Вестник ИГЭУ. – 2016. – вып. 5. – С. 5-10.

6. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин.  – М.: Химия, 1971. – 784 с.

7. Шарапов В.И., Цюра Д.В. Термические деаэраторы. – Ульян. гос. техн. ун-т., 2003. – 560 с.

8. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. – М.: Высш. шк., 2003. – 479 с.

9. Heinhold I. Ingeniur statistic. – München; Wien: Springler Verlag, 1964. – 352 p.

10. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анаиз. В 2 кн. Кн. 1. Пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1986. – 366 с.

Ключевые слова на русском языке: 
термическая деаэрация, начальный эффект деаэрации, перегретая жидкость, десорбция растворенного кислорода, деаэрационное устройство, центробежно-вихревой деаэратор, кавитационно-струйный деаэратор, капельный деаэратор, математическая модель, фазовый переход
Ключевые слова на английском языке: 
thermal deaeration, initial deaeration effect, superheated liquid, desorption of dissolved oxygen, deaeration device, centrifugal-vortex deaerator, cavitation-jet deaerator, drop deaerator, mathematical model, phase transition
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2018.5.005-011
Количество скачиваний: 
27