Введение к работе
Системы промышленного водоснабжения предназначены обеспечивать подачу воды на производство в требуемых количествах и соответствующего качества. Они состоят из комплекса взаимосвязанных сооружений -водозаборных устройств, насосных станций, установок для очистки и улучшения качества воды, регулирующих и запасных емкостей, охладителей воды и разводящей сети трубопроводов.
Вода в промышленности и энергетике используется для конденсации и охлаждения газообразных и жидких продуктов химических и нефтехимических производств, для конденсации отработавшего пара после расширения его в паровых двигателях, отвода теплоты от маслоохладителей и оборудования в целях предохранения его от быстрого разрушения под влиянием высоких температур (например, цилиндров компрессоров, кладки производственных печей).
После охлаждения (преимущественно на градирнях) и очистки (при необходимости) основная масса воды возвращается в систему.
Ввиду того, что основная часть градирен проектировалась в середине прошлого столетия, их основные составляющие приспособления и устройства морально устарели и не отвечают современным требованиям.
Эффективность охлаждения воды в градирнях в основном определяется их оросительными устройствами, которые необходимы для обеспечения надлежащего контакта водного и воздушного потоков. В настоящее время в промышленности в качестве оросителей градирни до сих пор используются конструкции, выполненные из дерева, асбестоцемента или установлены малоэффективные конструкции. Основными недостатками данных оросителей являются большая масса на единицу площади, малая поверхность контакта, высокий коэффициент аэродинамического сопротивления и малый срок службы.
Превышение температуры оборотной воды от регламентируемой приводит к снижению выработки продукции и ухудшению ее качества. Вместе с тем при неудовлетворительной работе градирен, оборудованных малоэффективными оросителями, температура воды, возвращаемой в оборотный цикл, часто превышает регламентируемую температуру, и предприятия для поддержания требуемого температурного режима прибегают к нежелательному приему - «освежению» системы оборотного водоснабжения
Таким образом, совершенствование конструкций оросителей градирен является актуальной задачей.
На основании аналитических и экспериментальных исследований разработать новые конструкции капельно-пленочных оросителей градирен на основе полимерных сетчатых оболочек с целью повышения эффективности тепломассообменного процесса охлаждения оборотной воды промышленных химических предприятий при помощи градирен.
-
Разработать конструкции полимерных капельно-пленочных оросителей градирен.
-
Спроектировать и изготовить экспериментальную установку для проведения аэродинамических и гидроаэротермических исследований.
-
На основании проведенных аналитических и экспериментальных аэродинамических и гидроаэротермических исследований установить зависимости, позволяющие с достаточной степенью точности проводить технологический и механический расчет оросительных систем как при реконструкции градирен, так и при строительстве новых.
-
Установить теоретическую зависимость определения погонной массы сетчатой оболочки в зависимости от диаметра составляющих полимерных волокон и их пространственного расположения.
5 5 Обобщить результаты теоретических и экспериментальных исследований с целью выявления наиболее эффективных конструкций разработанных оросителей градирен и определения оптимальных режимов их работы.
Получена теоретическая зависимость для определения погонной массы сетчатой оболочки в зависимости от диаметра составляющих полимерных волокон и их пространственного расположения, позволяющая с достаточной степенью точности рассчитать массу оросителей с целью определения статической нагрузки на опорный каркас под ороситель.
Получена эмпирическая зависимость для определения перепада давления в оросителе градирни, позволяющая наиболее точно рассчитать нагрузку на вентилятор и определить оптимальные режимы работы градирни.
На основании экспериментальных исследований аэродинамических характеристик оросителей градирен установлено, что коэффициент аэродинамического сопротивления пропорционален отношению плотности орошения к квадрату скорости восходящего воздушного потока. На основании экспериментальных исследований гидроаэротермических характеристик оросителей градирен установлено, что относительный теплосъем пропорционален скорости восходящего воздушного потока.
Разработаны три конструкции полимерных капельно-пленочных оросителей градирен (патенты РФ № 2295685, 2301390, 2319920), конструкция комбинированного оросителя градирен (патент РФ № 70355), использование которых позволит интенсифицировать тепломассообменный процесс охлаждения оборотной воды промышленных химических предприятий.
Конструкция оросителя градирни (патент РФ № 2295685) внедрена на ООО «Стерлитамакский завод катализаторов», конструкция оросителя градирен (патент РФ № 2301390) - на Газохимическом заводе ОАО «СНОС»
(г. Салават). Передана техническая документация на разработанные конструкции полимерных капельно-пленочных оросителей градирен на ОАО «Каустик» (г. Стерлитамак) и ООО «АкваНН» (г. Нижний Новгород) для внедрения в производство.
Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях:
-
межвузовская научно - техническая конференция «Наука, технология, производство» (г. Салават, 2005 г.);
-
Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы химической технологии и подготовки кадров» (г. Стерлитамак, 2006 г.);
-
Международная молодежная научная конференция «Севергеоэкотех -2006» (г. Ухта, 2006 г.);
-
Всероссийская научно-практическая конференция «Роль науки в развитии топливно - энергетического комплекса» (г. Уфа, 2007 г.);
-
XI региональный конкурс научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов приволжского федерального округа (г. Уфа, 2007 г.);
-
III Международная научно-техническая конференция «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2007 (г. Тольятти, 2007 г.);
-
IV Международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (г. Санкт Петербург, 2007 г.);
-
региональная научно-практическая конференция «Технология, автоматизация, оборудование и экология промышленных предприятий» (г. Стерлитамак, 2008 г.).
Основное содержание работы изложено в 15 публикациях, из которых 3 патента РФ на изобретение, 1 патент РФ на полезную модель, 4 статьи в ведущих рецензируемых журналах, вошедших в перечень ВАК и 2 статьи в центральной печати.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ
