Введение к работе
Актуальность проблемы. Процесс десорбции кислорода из воды реализуется на многих элекростапциях, так как наличие кислорода в воде резко повышает ее коррозийную активность, приводящую к резкому росту износа оборудование.
Деаэрация воды применяется в процессе разведения мальков ценных пород рыб, так как пониженное содержание кислорода в воде увеличивает бо-лезнестойкость мальков.
Десорбция кислорода из воды реализуется в настоящее время в аппаратах малой интенсивности, и, соответственно, больших габаритов. Поэтому особую актуальность приобретает создание аппаратов интенсивного действия и создание надежных методов их расчета. В настоящее время методики расчета аппаратов интенсивного действия отсутствуют. Работа выполнена по пятилетним планам научного сотрудничества ИГХГА с Краковской Политехникой и по планам ТОХТ РАН.
Цель работы. Исследование процесса термической десорбции кислорода из воды в аппарате интенсивного действия с пакетной вихревой насадкой при противоточном движении потоков пара и воды, с постановкой эксперимента на лабораторной установке. Путем численного исследования процессов тепло-и массопереноса на ЭВМ нахождение режимов оптимальной работы аппарата. Создание методики расчета тепло- и массообменных процессов между реагирующими потоками, позволяющую оптимизировать расходы потоков, конструктивные характеристики аппарата.
Основные методы исследования. Постановка, проведение, обработка результатов экспериментальных исследований проводились методами теории идентификации, дисперсного и спектрального анализа. Для обработки экспериментальных данных применялись пакеты OSCIL и Microsoft Excel. При проведении вычислительных экспериментов на ЭВМ использовалась среда программирования ТурбоСи.
Достоверность теоретических положений подтверждается результатами экспериментальных исследований на лабораторном оборудовании.
Научная норнзна. Впервые с позиций системного анализа выполнено ком> плексное исследование и моделирование тепло- н массообменных процессов при термической десорбции кислорода из воды в аппарате с высокоинтенсивной пакетной насадкой с учетом изменения гидродинамических режимов взаимодействия при про-тивоточном движении конденсирующегося пара и воды, с учетом турбулентных пульсаций в системе пар - вода. Получено уравнение для расчета толщины турбулентной пленки жидкости на стенке пакетной вихревой насадки при противоточном движении газа.
Практическая ценность. Создана новая высокоэффективная насадка для осуществления тепло- и массообменных процессов в системе газ-жидкость. Представлена конструкция высокоэффективного и высокопроизводительного десорбера кислорода из воды паром с вихревой пакетной насадкой. Разработаны программы, алгоритм и методика расчета тепло- и массопереноса при десорбции кислорода из воды паром в насадочном десорбере с вихревой насадкой.
Автор защищает: методику итерационного расчета процессов тепло- и массо-обмена при противоточном движении пара и воды в аппарате с многослойной пакетной насадкой при практически полной конденсации пара в насадке, экспериментальное подтверждение аналитической зависимости толщины пленки на стенке пакетной вихревой насадки при противоточном движении потоков.
Апробация работы: Результаты исследований докладывались на 11-й
международной конференции "Теоретические и экспериментальные основы создания нового оборудования", Зембжице-Краков (Польша), апрель 1995 г.; Итоговой научно-технической конференции преподавателей и сотрудников Ивановской Государственной химико-технологической академии, г.Иваново, февраль 1995 г.; XV-й конференции польской академии наук по химической инженерии, Г.Гданьск (Польша), сентябрь 1995 г.; Х1-м международном семинаре Verfahrenstechnik, г.Краков (Польша), июнь 1996 г.; 1-й региональной межвузовской конференции "Актуальные проблемы химии и химической технологии", г.Иваново (Россия), 22-26 апреля 1996 г; I Международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы химии и химической технологии "Химия-97"", Иваново 1997; Исследование процесса термической десорбции кислорода из воды. 3-й Международная конференция "Теоретические и экспериментальные основы создания нового оборудования". Плёс 1997.