Введение к работе
Актуальность темы; Для обеспечения жизнедеятельности человека в экстремальных условиях обитания (спасательные и транспортные системы, геологические работы в безводных районах, длительные экспедиции на морских судах и космических станциях) одним из важнейших компонентов является наличие качественной питьевой воды. Получение ее в таких условиях требует создания системы обессоливания из различных источников ( морская вода, подземные скважины, санитарно-гигиеническая вода, урина, вода, отработанная в производственных установках). Помимо этого к системам жизнеобеспечения выдвигаются жесткие требования к надежности технологий и качеству получаемого дистиллята, а также ограничения в весе, габаритах и энергопотреблению. В связи с вышесказанным наиболее перспективным в качестве метода регенерации воды становится центробежная вакуумная дистилляция, где процесс испарения солевого раствора с получением чистого пара происходит в тонкой пленке, движущейся по вращающейся поверхности (диск, конус, цилиндр), что обеспечивает высокие коэффициенты теплоотдачи. Данные для проектирования и рационального конструирования таких систем в настоящее время почти отсутствуют. Имеются лишь несистематизированные сведения о процессах тепло и массо-переноса на вращающихся поверхностях. Так как наиболее важными параметрами здесь являются габариты, вес и удельное энергопотребление, то оптимизация конструкции центробежного вакуумного дистиллятора с тепловым насосом является наиболее актуальной задачей. Отсутствие сведений о работе ЦВД с ТН, методик расчета и оптимизации конструкции потребовало проведения соответствующих исследований.
Цель работы: Математическое моделирование блока центробежной вакуумной дистилляции с тепловым насосом, обоснование оптимальной тепловой схемы дистиллятора и экспериментальная проверка ее характеристик.
Научную новизну работы составили следующие результаты и разработки:
обоснование методики теплового расчета многоступенчатого центробежного вакуумного дистиллятора с тепловым насосом,
разработка алгоритма математического моделирования ЦВД с ТН; расчетный анализ основных характеристик; определение оптимальной конструкции созданного многоступенчатого ЦВД.
- экспериментальная проверка результатов математического
моделирования.
Обоснованность основных положений и рекомендаций обеспечена использованием современных методов и средств экспериментальных исследований процессов тепло и массообмена на вращающихся поверхностях; анализом литературных источников по изучаемой проблеме; сопоставлением экспериментальных данных с результатами теоретического анализа.
Практическая ценность работы состоит в
создании методики инженерного расчета автономного опреснителя с тепловым насосом (термобатареей);
доказательстве в принципе возможного создания надежного, устойчивого в работе малогабаритного опреснителя с низким расходом
энергии (менее 110 Вт-ч/л).
Апробация работы: Основные результаты и положения диссертационной работы докладьшались и обсуждались на 3-й Всесоюзной конференции молодых исследователей «Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики» (Новосибирск, 1989); Второй всесоюзной конференции «Теплофизика и гидрогазодинамика процессов кипения и конденсации» (Рига, 1988г.): 2-й Европейской конференции и итальянском форуме по теплообмену. (Италия, Рим 1996г.); научном семинаре НИО «Термодистилляция и интенсификация тепло и массооб-мена» Украинского национального технического университета «Киевский политехнический институт», объединенном семинаре кафедры Юнеско «Устойчивое развитие науки об окружающей среде и социальные проблемы» НГУ и лаборатории математического моделирования Новосибирского государственного университета. По материалам диссертации опубликовано семь печатных работ.
