Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время область применения термического метода обессоливання для подготовки добавочной воды расширяется. Это обуславливается следующими причинами: наблюдения, проводимые как у нас в стране, так и за рубежом, показывают, что общая минерализация природных вод непрерывно увеличивается; в соответствии с нормами технологического проектирования тепловых электростанций при оттеке пара на технологические нужды предусмотрено обязательное использование паропреобразовательных установок; имеющийся теоретический и экспериментальный материал позволяет использовать установки термического обессоливання для переработки сточных вод и создания на их основе безотходных, экологически чистых технологий водоподготовок. в соответствии с требованием Закона об охране природы, что позволит существенно улучшить экологические показатели электростанции.
Недостаточное исследование процессов гидродинамики и теплообмена в испарителях типа «И», их высокая металлоемкость, низкая тепловая экономичность в некоторых режимах работы существенно снижают эффективность использования термических установок как для водоподготовки. так и переработки сточных вод. что сдерживает решение проблемы защиты водоемов от загрязнения сточными водами ТЭС.
Как показали исследования на промышленном оборудовании, в длиннотрубных испарителях типа «И» существуют режимы работы с низкими коэффициентами теплопередачи. Это объясняется тем. что в этих режимах в опускной щели имеет место существенное снижение весового уровня (до 1/3 высоты греющей секции). Значительное снижение весового уровня воды в опускной щели приводит к уменьшению скорости циркуляции (массовая скорость рлл около 10 кг/(м:с)) и на выходе из труб греющей секции может возникнуть участок с ухудшенной теплоотдачей.
Как показывает мировая практика, предпочтительно применять испарители с поднимающейся пленкой, имеющие высокую тепловую экономичность. К недостаткам этих испарителей следует отнести высокую продувку, что затрудняет их использование в схемах бессточных водоподготовок ТЭС. Для разработки испарителей повышенной производительности, расчета применяющихся аппаратов необходимо располагать надежными данными по границам зон с различным механизмом передачи тепла, и что особо важно, по условиям возникновения области ухудшенного теплообмена.
В настоящее время данные по условиям возникновению области ухудшенного теплообмена при низких давлениях (Р). меньших 2 МПа, и массовых скоростях (р\\). меньших 100 кг/(м2с), крайне ограничены, а при р\\ < 20 кг/(м~с) отсутствуют, что снижает надежность конструкторского расчета испарителей и сдерживает дальнейшее развитие испарительных установок.
Цель работы Экспериментальное исследование \словий возникновения области ухудшенного теплообмена в вертикальном канале для воды при низких массовых скоростях и давлениях.
Разработка методики теплогидравлического расчета испарителей, учитывающей возникновение по длине трубы участков с различным механизмом передачи тепла.
Научная новизна. Впервые получены систематические экспериментальные данные по паросодержанию (Х-) и тепловой нагрузке (q-), при которых начинается переход в область ухудшенной теплоотдачи, длине переходной области (ДХ1Ю) при низких массовых скоростях и давлениях. Установлены закономерности возникновения области >худшснного теплообмена при низких массовых скоростях и давлениях Разработаны расчетные рекомендации по Х-. q-. ДХ,Ю. Разработана методика теплогидравлического расчета испарителей кипящего типа, учитывающая возникновение по длине трубы участков с различным механизмом передачи тепла.
Достоверность полученных в диссертации результатов обеспечивается, обоснованностью методики экспериментального исследования, использованием статистических методов при обработке опытных данных, анализом погрешностей измерения и воспроизводимостью опытных данных Полученные опытные данные по >словиям возникновения области >худшенного теплообмена согластлотся с известными представлениями. Результаты расчета коэффициентов теплопередачи в испарителях по предложенной методике согласуются с известными экспериментальными данными.
Практическая ценность работы. Предложенная автором методика расчета может быть использована при проектировании и проведении теплогидравлических расчетов испарителей кипящего типа и других аппаратов. Массивы данных по условиям перехода к области ухудшенного теплообмена создают возможность для разработки более обоснованных моделей исследованных процессов.
Автор защищает.
1. Массив данных по температурным режимам канала .Х-. q-. ДХ,|0 при низких массовых скоростях и давлениях.
-ь-
-
Расчетные зависимости, обобщающие данные по Х-, q-. АХпо в исследованном диапазоне параметров.
-
Методику теплогидравлического расчета испарителей кипящего типа, учитывающую возникновение по длине трубы участков с различным механизмом передачи тепла.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены: на Международном симпозиуме «Обессоливание и окружающая среда» (1996г. Генуя. Италия). Международном симпозиуме "Физика передачи тепла при кипении и конденсации" (1997г.. Москва, Россия), заседании кафедры ТЭС МЭИ.
Публикации. Основное содержание работы отражено в 4 печатных публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа содержит 134 страниц основного машинописного текста. 39 рисунков. 25 страниц приложений, библиография содержит 93 наименования.
