Методика расчета длины участка течения ненасыщенного влажного воздуха в канале оросителя вентиляторной градирни
Ключевые слова:
канал оросителя градирни, коэффициенты тепло- и массоотдачи, участок течения ненасыщенного влажного воздуха
Аннотация
В каналах оросителей вентиляторных градирен при определенных начальных условиях может появляться участок течения насыщенного воздуха, интенсивность массообмена на котором ограничена величиной содержания паров воды в насыщенном воздухе. Для корректного расчета процессов тепломассообмена в канале градирни необходима методика определения длины участка течения ненасыщенного воздуха. В работах, посвященных исследованию процессов охлаждения воды в каналах оросителей вентиляторных градирен, отсутствует оценка длины участка течения ненасыщенного воздуха.
На основе известных критериальных уравнений по расчету коэффициентов теплоотдачи и массоотдачи предложена методика по определению длины участка течения ненасыщенного влажного воздуха в каналах оросителей вентиляторных градирен. Исследовано влияние начальных параметров воздуха на длину данного участка, построены графики зависимости длины участка ненасыщенного воздуха для каждого из анализируемых параметров. Показано, что с ростом начальной температуры воздуха длина участка течения ненасыщенного влажного воздуха увеличивается. Выявлено, что увеличение относительной влажности воздуха ведет к снижению длины участка течения ненасыщенного воздуха. Рост расхода воздуха при неизменном расходе воды приводит к росту длины участка течения ненасыщенного воздуха. Для изучаемого канала оросителя область насыщенного воздуха существует при температуре воздуха 15°С и ниже, а для температур воздуха выше 25°С участок течения насыщенного воздуха отсутствует. Доказано, что выводы о влиянии значений начальных параметров воздуха на относительное изменение длины участка течения ненасыщенного воздуха верны для каналов различных форм и геометрических размеров. Предложенную методику и полученные результаты можно использовать при проектировании и расчете эффективности вентиляторных градирен.
Литература
1. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Прикладные аспекты явлений переноса в аппаратах химической технологии и теплоэнергетики (гидромеханика и тепломассообмен). Казань: Изд-во «Печать-Сервис XXI век», 2015.
2. Лаптев А.Г, Лаптева Е.А. Обобщение гидродинамической аналогии для различных условий обтекания поверхностей // Вестник Казанского технологического университета.2013. Т. 16. № 23. С. 64—69.
3. Buyevich Y.A. The Stress System in a Suspension of Force-free Particles // J. Fluid Mechanics. 1970. V. 3. Pp. 545—570.
4. Fucano T, Furucawa T. Prediction of the Effect of Liquid Viscosity on Interfacial Shear Stress and Frictional Pressure Drop in Wertical Upward Gas-liquid Annular Flow // Intern. J. Multiphase Flow. 1998. Vol. 4. Pp. 587—603.
5. Лаптев А.Г, Лаптева Е.А. Модифицированный метод единиц переноса расчета пленочной градирни // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2018. № 8. Т. 54. С. 14—16.
6. Лаптев А.Г, Лаптева Е.А. Ячеечная модель тепломассопереноса в пленочных блоках оросителей градирни // Вестник Казанского технолог. ун-та. 2015. Т. 18. № 11. С. 181—185.
7. Лаптев А.Г., Фархов Т.М., Дударовская О.Г. Модели турбулентной вязкости и перемешивания в каналах и насадочных проточных смесителях // Журнал прикладной химии. 2013. Вып. 7. Т. 86. С. 1112—1121.
8. Лаптев А.Г., Столярова Е.Ю., Лаптева Е.А. Численное определение эффективности тепломассообмена в пленочной градирне с учетом неравномерности распределения воздуха // Теплоэнергетика. 2020. № 4. С. 52—59.
9. Лаптев А.Г., Столярова Е.Ю., Лаптева Е.А. Определение эффективности пленочной градирни с учетом неравномерности движения фаз // Энергетика и энергосбережение: теория и практика: Сб. материалов IV Всеросс. науч.-практ. конф. 2018. С. 148.1—148.5.
10. Лаптев А.Г., Столярова Е.Ю., Лаптева Е.А. Модель структуры потока и эффективность пленочной градирни с учетом неравномерности распределения фаз // Фундаментальные исследования. 2018. № 11-2. С. 150—154.
11. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Определение тепловой эффективности и высоты блоков оросителей противоточных градирен // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93. № 3. С. 715—721.
12. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Тепловая эффективность и расчет охлаждения воды в пленочных градирнях // Вода: химия и экология. 2018. № 4—6(115). С. 101—105.
13. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Лаптева Е.А. Показатели энергоэффективности градирен // Надежность и безопасность энергетики. 2018. Т. 11. № 3. С. 217—221.
14. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Определение тепловой эффективности охлаждения в градирнях // Математические методы в технике и технологиях. 2018. Т. 10. С. 25—28.
15. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Энергетические характеристики пленочных градирен // Результаты современных научных исследований и разработок: Сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Наука и просвещение, 2017. С. 46—51.
16. Федяев В.Л., Гайнуллин Р.Ф., Власов Е.М. Эффективность оросительных градирен // Вестник международной академии холода. 2012. № 4. С. 35—39.
17. Гладков В.А., Арефьев Ю.И., Пономаренко В.С. Вентиляторные градирни. М.: Стройиздат, 1976.
18. Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М.—Л.: Госэнергоиздат, 1957.
19. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Юрайт, 2011.
20. Битюков В.К., Тихомиров С.Г., Саввин С.С. Математическая модель охлаждения воды в градирнях с оборотной тягой // Вестник ВГУИТ. 2014. № 1. С. 51—55.
---
Для цитирования: Губарев В.Я., Арзамасцев А.Г., Шарапов А.И., Морева Ю.О. Методика расчета длины участка течения ненасыщенного влажного воздуха в канале оросителя вентиляторной градирни // Вестник МЭИ. 2021. № 4. С. 37—43. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-4-37-43.
#
1. Laptev A.G., Lapteva E.A. Prikladnye Aspekty Yavleniy Perenosa v Apparatakh Khimicheskoy Tekhnologii i Teploenergetiki (Gidromekhanika i Teplomassoobmen). Kazan': Izd-vo «Pechat'-Servis XXI Vek», 2015. (in Russian).
2. Laptev A.G, Lapteva E.A. Obobshchenie Gidrodinamicheskoy Analogii dlya Razlichnykh Usloviy Obtekaniya Poverkhnostey. Vestnik Kazanskogo Tekhnologicheskogo Universiteta.2013;16;23:64—69. (in Russian).
3. Buyevich Y.A. The Stress System in a Suspension of Force-free Particles. J. Fluid Mechanics. 1970;3:545—570.
4. Fucano T, Furucawa T. Prediction of the Effect of Liquid Viscosity on Interfacial Shear Stress and Frictional Pressure Drop in Wertical Upward Gas-liquid Annular Flow. Intern. J. Multiphase Flow. 1998;4:587—603.
5. Laptev A.G, Lapteva E.A. Modifitsirovannyy Metod Edinits Perenosa Rascheta Plenochnoy Gradirni. Khimicheskoe i Neftegazovoe Mashinostroenie. 2018;8;54:14—16. (in Russian).
6. Laptev A.G, Lapteva E.A. Yacheechnaya Model' Teplomassoperenosa v Plenochnykh Blokakh Orositeley Gradirni. Vestnik Kazanskogo Tekhnolog. Un-ta. 2015;18;11:181—185. (in Russian).
7. Laptev A.G., Farkhov T.M., Dudarovskaya O.G. Modeli Turbulentnoy Vyazkosti i Peremeshivaniya v Kanalakh i Nasadochnykh Protochnykh Smesitelyakh. Zhurnal Prikladnoy Khimii. 2013;7;86:1112—1121. (in Russian).
8. Laptev A.G., Stolyarova E.Yu., Lapteva E.A. Chislennoe Opredelenie Effektivnosti Teplomassoobmena v Plenochnoy Gradirne s Uchetom Neravnomernosti Raspredeleniya Vozdukha. Teploenergetika. 2020;4:52—59. (in Russian).
9. Laptev A.G., Stolyarova E.Yu., Lapteva E.A. Opredelenie Effektivnosti Plenochnoy Gradirni s Uchetom Neravnomernosti Dvizheniya Faz. Energetika i Energosberezhenie: Teoriya i Praktika: Sb. Materialov IV Vseross. Nauch.-prakt. Konf. 2018:148.1—148.5. (in Russian).
10. Laptev A.G., Stolyarova E.Yu., Lapteva E.A. Model' Struktury Potoka i Effektivnost' Plenochnoy Gradirni s Uchetom Neravnomernosti Raspredeleniya Faz. Fundamental'nye Issledovaniya. 2018;11-2:150—154. (in Russian).
11. Laptev A.G., Lapteva E.A. Opredelenie Teplovoy Effektivnosti i Vysoty Blokov Orositeley Protivotochnykh Gradiren. Inzhenerno-fizicheskiy Zhurnal. 2020;93;3:715—721. (in Russian).
12. Laptev A.G., Lapteva E.A. Teplovaya Effektivnost' i Raschet Okhlazhdeniya Vody v Plenochnykh Gradirnyakh. Voda: Khimiya i Ekologiya. 2018;4—6(115):101—105. (in Russian).
13. Laptev A.G., Farakhov M.I., Lapteva E.A. Pokazateli Energoeffektivnosti Gradiren. Nadezhnost' i Bezopasnost' Energetiki. 2018;11;3:217—221. (in Russian).
14. Laptev A.G., Lapteva E.A. Opredelenie Teplovoy Effektivnosti Okhlazhdeniya v Gradirnyakh. Matematicheskie Metody v Tekhnike i Tekhnologiyakh. 2018;10:25—28. (in Russian).
15. Laptev A.G., Lapteva E.A. Energeticheskie Kharakteristiki Plenochnykh Gradiren. Rezul'taty Sovremennykh Nauchnykh Issledovaniy i Razrabotok: Sb. Statey Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Penza: Nauka i Prosveshchenie, 2017:46—51. (in Russian).
16. Fedyaev V.L., Gaynullin R.F., Vlasov E.M. Effektivnost' Orositel'nykh Gradiren. Vestnik Mezhdunarodnoy Akademii Kholoda. 2012;4:35—39. (in Russian).
17. Gladkov V.A., Aref'ev Yu.I., Ponomarenko V.S. Ventilyatornye Gradirni. M.: Stroyizdat, 1976. (in Russian).
18. Berman L.D. Isparitel'noe Okhlazhdenie Tsirkulyatsionnoy Vody. M.—L.: Gosenergoizdat, 1957. (in Russian).
19. Komissarov Yu.A., Gordeev L.S., Vent D.P. Protsessy i Apparaty Khimicheskoy Tekhnologii. M.: Yurayt, 2011. (in Russian).
20. Bityukov V.K., Tikhomirov S.G., Savvin S.S. Matematicheskaya Model' Okhlazhdeniya Vody v Gradirnyakh s Oborotnoy Tyagoy. Vestnik VGUIT. 2014;1:51—55. (in Russian).
---
For citation: Gubarev V.Ya., Arzamastsev A.G., Sharapov A.I., Moreva Yu.O. A Method for Calculating the Unsaturated Humid Air Flow Section Length in the Mechanical Draft Cooling Tower Sprinkler Channel. Bulletin of MPEI. 2021;4:37—43. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-4-37-43.
2. Лаптев А.Г, Лаптева Е.А. Обобщение гидродинамической аналогии для различных условий обтекания поверхностей // Вестник Казанского технологического университета.2013. Т. 16. № 23. С. 64—69.
3. Buyevich Y.A. The Stress System in a Suspension of Force-free Particles // J. Fluid Mechanics. 1970. V. 3. Pp. 545—570.
4. Fucano T, Furucawa T. Prediction of the Effect of Liquid Viscosity on Interfacial Shear Stress and Frictional Pressure Drop in Wertical Upward Gas-liquid Annular Flow // Intern. J. Multiphase Flow. 1998. Vol. 4. Pp. 587—603.
5. Лаптев А.Г, Лаптева Е.А. Модифицированный метод единиц переноса расчета пленочной градирни // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2018. № 8. Т. 54. С. 14—16.
6. Лаптев А.Г, Лаптева Е.А. Ячеечная модель тепломассопереноса в пленочных блоках оросителей градирни // Вестник Казанского технолог. ун-та. 2015. Т. 18. № 11. С. 181—185.
7. Лаптев А.Г., Фархов Т.М., Дударовская О.Г. Модели турбулентной вязкости и перемешивания в каналах и насадочных проточных смесителях // Журнал прикладной химии. 2013. Вып. 7. Т. 86. С. 1112—1121.
8. Лаптев А.Г., Столярова Е.Ю., Лаптева Е.А. Численное определение эффективности тепломассообмена в пленочной градирне с учетом неравномерности распределения воздуха // Теплоэнергетика. 2020. № 4. С. 52—59.
9. Лаптев А.Г., Столярова Е.Ю., Лаптева Е.А. Определение эффективности пленочной градирни с учетом неравномерности движения фаз // Энергетика и энергосбережение: теория и практика: Сб. материалов IV Всеросс. науч.-практ. конф. 2018. С. 148.1—148.5.
10. Лаптев А.Г., Столярова Е.Ю., Лаптева Е.А. Модель структуры потока и эффективность пленочной градирни с учетом неравномерности распределения фаз // Фундаментальные исследования. 2018. № 11-2. С. 150—154.
11. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Определение тепловой эффективности и высоты блоков оросителей противоточных градирен // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93. № 3. С. 715—721.
12. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Тепловая эффективность и расчет охлаждения воды в пленочных градирнях // Вода: химия и экология. 2018. № 4—6(115). С. 101—105.
13. Лаптев А.Г., Фарахов М.И., Лаптева Е.А. Показатели энергоэффективности градирен // Надежность и безопасность энергетики. 2018. Т. 11. № 3. С. 217—221.
14. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Определение тепловой эффективности охлаждения в градирнях // Математические методы в технике и технологиях. 2018. Т. 10. С. 25—28.
15. Лаптев А.Г., Лаптева Е.А. Энергетические характеристики пленочных градирен // Результаты современных научных исследований и разработок: Сб. статей Междунар. науч.-практ. конф. Пенза: Наука и просвещение, 2017. С. 46—51.
16. Федяев В.Л., Гайнуллин Р.Ф., Власов Е.М. Эффективность оросительных градирен // Вестник международной академии холода. 2012. № 4. С. 35—39.
17. Гладков В.А., Арефьев Ю.И., Пономаренко В.С. Вентиляторные градирни. М.: Стройиздат, 1976.
18. Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. М.—Л.: Госэнергоиздат, 1957.
19. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Юрайт, 2011.
20. Битюков В.К., Тихомиров С.Г., Саввин С.С. Математическая модель охлаждения воды в градирнях с оборотной тягой // Вестник ВГУИТ. 2014. № 1. С. 51—55.
---
Для цитирования: Губарев В.Я., Арзамасцев А.Г., Шарапов А.И., Морева Ю.О. Методика расчета длины участка течения ненасыщенного влажного воздуха в канале оросителя вентиляторной градирни // Вестник МЭИ. 2021. № 4. С. 37—43. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-4-37-43.
#
1. Laptev A.G., Lapteva E.A. Prikladnye Aspekty Yavleniy Perenosa v Apparatakh Khimicheskoy Tekhnologii i Teploenergetiki (Gidromekhanika i Teplomassoobmen). Kazan': Izd-vo «Pechat'-Servis XXI Vek», 2015. (in Russian).
2. Laptev A.G, Lapteva E.A. Obobshchenie Gidrodinamicheskoy Analogii dlya Razlichnykh Usloviy Obtekaniya Poverkhnostey. Vestnik Kazanskogo Tekhnologicheskogo Universiteta.2013;16;23:64—69. (in Russian).
3. Buyevich Y.A. The Stress System in a Suspension of Force-free Particles. J. Fluid Mechanics. 1970;3:545—570.
4. Fucano T, Furucawa T. Prediction of the Effect of Liquid Viscosity on Interfacial Shear Stress and Frictional Pressure Drop in Wertical Upward Gas-liquid Annular Flow. Intern. J. Multiphase Flow. 1998;4:587—603.
5. Laptev A.G, Lapteva E.A. Modifitsirovannyy Metod Edinits Perenosa Rascheta Plenochnoy Gradirni. Khimicheskoe i Neftegazovoe Mashinostroenie. 2018;8;54:14—16. (in Russian).
6. Laptev A.G, Lapteva E.A. Yacheechnaya Model' Teplomassoperenosa v Plenochnykh Blokakh Orositeley Gradirni. Vestnik Kazanskogo Tekhnolog. Un-ta. 2015;18;11:181—185. (in Russian).
7. Laptev A.G., Farkhov T.M., Dudarovskaya O.G. Modeli Turbulentnoy Vyazkosti i Peremeshivaniya v Kanalakh i Nasadochnykh Protochnykh Smesitelyakh. Zhurnal Prikladnoy Khimii. 2013;7;86:1112—1121. (in Russian).
8. Laptev A.G., Stolyarova E.Yu., Lapteva E.A. Chislennoe Opredelenie Effektivnosti Teplomassoobmena v Plenochnoy Gradirne s Uchetom Neravnomernosti Raspredeleniya Vozdukha. Teploenergetika. 2020;4:52—59. (in Russian).
9. Laptev A.G., Stolyarova E.Yu., Lapteva E.A. Opredelenie Effektivnosti Plenochnoy Gradirni s Uchetom Neravnomernosti Dvizheniya Faz. Energetika i Energosberezhenie: Teoriya i Praktika: Sb. Materialov IV Vseross. Nauch.-prakt. Konf. 2018:148.1—148.5. (in Russian).
10. Laptev A.G., Stolyarova E.Yu., Lapteva E.A. Model' Struktury Potoka i Effektivnost' Plenochnoy Gradirni s Uchetom Neravnomernosti Raspredeleniya Faz. Fundamental'nye Issledovaniya. 2018;11-2:150—154. (in Russian).
11. Laptev A.G., Lapteva E.A. Opredelenie Teplovoy Effektivnosti i Vysoty Blokov Orositeley Protivotochnykh Gradiren. Inzhenerno-fizicheskiy Zhurnal. 2020;93;3:715—721. (in Russian).
12. Laptev A.G., Lapteva E.A. Teplovaya Effektivnost' i Raschet Okhlazhdeniya Vody v Plenochnykh Gradirnyakh. Voda: Khimiya i Ekologiya. 2018;4—6(115):101—105. (in Russian).
13. Laptev A.G., Farakhov M.I., Lapteva E.A. Pokazateli Energoeffektivnosti Gradiren. Nadezhnost' i Bezopasnost' Energetiki. 2018;11;3:217—221. (in Russian).
14. Laptev A.G., Lapteva E.A. Opredelenie Teplovoy Effektivnosti Okhlazhdeniya v Gradirnyakh. Matematicheskie Metody v Tekhnike i Tekhnologiyakh. 2018;10:25—28. (in Russian).
15. Laptev A.G., Lapteva E.A. Energeticheskie Kharakteristiki Plenochnykh Gradiren. Rezul'taty Sovremennykh Nauchnykh Issledovaniy i Razrabotok: Sb. Statey Mezhdunar. Nauch.-prakt. Konf. Penza: Nauka i Prosveshchenie, 2017:46—51. (in Russian).
16. Fedyaev V.L., Gaynullin R.F., Vlasov E.M. Effektivnost' Orositel'nykh Gradiren. Vestnik Mezhdunarodnoy Akademii Kholoda. 2012;4:35—39. (in Russian).
17. Gladkov V.A., Aref'ev Yu.I., Ponomarenko V.S. Ventilyatornye Gradirni. M.: Stroyizdat, 1976. (in Russian).
18. Berman L.D. Isparitel'noe Okhlazhdenie Tsirkulyatsionnoy Vody. M.—L.: Gosenergoizdat, 1957. (in Russian).
19. Komissarov Yu.A., Gordeev L.S., Vent D.P. Protsessy i Apparaty Khimicheskoy Tekhnologii. M.: Yurayt, 2011. (in Russian).
20. Bityukov V.K., Tikhomirov S.G., Savvin S.S. Matematicheskaya Model' Okhlazhdeniya Vody v Gradirnyakh s Oborotnoy Tyagoy. Vestnik VGUIT. 2014;1:51—55. (in Russian).
---
For citation: Gubarev V.Ya., Arzamastsev A.G., Sharapov A.I., Moreva Yu.O. A Method for Calculating the Unsaturated Humid Air Flow Section Length in the Mechanical Draft Cooling Tower Sprinkler Channel. Bulletin of MPEI. 2021;4:37—43. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2021-4-37-43.
Опубликован
2020-12-13
Выпуск
Раздел
Промышленная теплоэнергетика (05.14.04)
