Расчет процессов тепломассообмена в каналах оросителей вентиляторных градирен при наличии участка влажного насыщенного воздуха

Расчет процессов тепломассообмена в каналах оросителей вентиляторных градирен при наличии участка влажного насыщенного воздуха

Автор: Губарев Василий Яковлевич, Арзамасцев Алексей Геннадьевич, Ярцев Алексей Геннадьевич, Морева Юлия Олеговна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power

Рубрика: Теплоэнергетика

Статья в выпуске: 4 т.21, 2021 года.

Бесплатный доступ

Течение воздуха в каналах оросителя вентиляторной градирни при определенных начальных условиях может характеризоваться наличием участка насыщенного влажного воздуха. В этом случае расчет массообмена по полученному из аналогии процессов теплообмена и массообмена критериальному уравнению массоотдачи дает завышенный результат значения массового потока. Для участка насыщенного воздуха интенсивность процесса массообмена рассчитывается с помошью функции изменения плотности насыщенного пара от температуры воздуха. В трудах, посвященных исследованию процессов охлаждения воды в каналах оросителей вентиляторных градирен, отсутствует оценка влияния наличия насыщенного воздуха на интенсивность охлаждения воды. Предложена методика расчета процессов теплообмена и массообмена в каналах градирни при наличии участка течения насыщенного воздуха, учитывающая особенности расчета массообмена между водой и насыщенным воздухом. Приведены значения расхождения конечной температуры воды при расчетах по предложенной методике и методике для ненасыщенного воздуха. Показано, что наличие участка насыщенного воздуха приводит к увеличению конечной температуры воды по сравнению с расчетами по формулам для ненасыщенного воздуха. Выявлено, что расхождение температур воды при расчете по разным методикам увеличивается с ростом длины канала, величины начальной относительной влажности воздуха и падает с увеличением начальной температуры воздуха. Предложенную методику и полученные результаты можно использовать при разработке режимных карт и на этапе проектирования вентиляторных градирен.

Еще

Канал оросителя градирни, влажный воздух, коэффициент теплоотдачи, коэффициент массоотдачи, участок течения насыщенного влажного воздуха, методика расчета процессовтепломассообмена

Короткий адрес: https://sciup.org/147236646

IDR: 147236646   |   DOI: 10.14529/power210403

Список литературы Расчет процессов тепломассообмена в каналах оросителей вентиляторных градирен при наличии участка влажного насыщенного воздуха

  • Cioncolini, A. Pressure drop prediction in annular two-phase flow in macroscale tubes and channels / A. Cioncolini, J.R. Thome // International Journal of Multiphase Flow. - 2017. - No. 89. - P. 321-330. DOI: 10.1016/j. ijmultiphaseflow.2016.11.003
  • Interfacial friction in upward annular gas-liquid two-phase flow in pipes / A.M. Aliyu, Y.D. Baba, L. Lao et al. // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2017. - No. 84. - P. 90-109. DOI: 10.1016/j. expthermflusci.2017.02.006
  • Film thickness of vertical upward co-current adiabatic flow in pipes / P. Ju, C.S. Brooks, M. Ishii et al. // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2015. - No. 89. - P. 985-995. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.06.002
  • Prediction of interfacial shear stress of vertical upward adiabatic annular flow in pipes / P. Ju, Y. Liu, C.S. Brooks, M. Ishii // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2019. - No. 133. - P. 500-509. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.12.057
  • Fossa, M. A simple model to evaluate direct contact heat transfer and flow characteristics in annular two-phase flow /M. Fossa //International Journal of Heat and Fluid Flow. - 1995. - No. 16 (4). - P. 272-279. DOI: 10.1016/0142- 727x(95)0002 7-n
  • Suzuki, K. Heat transfer and flow characteristics of two-phase two-component annular flow / K. Suzuki, Y. Hagiwara, T. Sato // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 1983. - No. 26 (4). - P. 597-605. DOI: 10.1016/0017-9310(83)90010-8
  • Measurement of liquid film thickness in micro tube annular flow / Y. Han, H. Kanno, Y.-J. Ahn, N. Shika-zono //International Journal of Multiphase Flow. - 2015. - No. 73. - P. 264-274. DOI: 10.1115/ihtc14-23176
  • Batchelor, G.K. The stress system in a suspension offorce-free particles / G.K. Batchelor // Journal of Fluid Mechanics. - 1970. - No. 41 (3). - P. 545-570. DOI: 10.1017/s0022112070000745
  • Fucano, T. Prediction of the effect of liquid viscosity on interfacial shear stress and frictional pressure drop in vertical upward gas-liquid annular flow / T. Fucano, T. Furucawa // Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. - 1997. - Vol. 2. - P. 1161-1168. DOI: 10.1016/s0301-9322(97)00070-0
  • Owen, D.G. An improved annular two-phase flow model / D.G. Owen, G.F. Hewitt // 3rd International Conference on Multi-Phase Flow. - 1987. - P. 73-84.
  • Hanratty, T.J. Physical issues in analyzing gas-liquid annular flow / T.J. Hanratty, I.A. Dykhno // Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics. - 1997. - Vol. 2. - P. 1127-1136.
  • Лаптева, Е.А. Ячеечная модель тепломассопереноса в пленочных блоках оросителей градирни / Е.А. Лаптева, А.Г. Лаптев //Вестник технологического университета. - 2015. - Т. 18, № 11. - С. 181-185.
  • Лаптева, Е.А. Численное определение эффективности тепломассообмена в пленочной градирне с учетом неравномерности распределения воздуха / Е.А. Лаптева, Е.Ю. Столярова, А.Г. Лаптев // Теплоэнергетика. - 2020. - № 4. - С. 52-59.
  • Лаптева, Е.А. Определение эффективности пленочной градирни с учетом неравномерности движения фаз / Е.А. Лаптева, Е.Ю. Столярова, А.Г. Лаптев // Сборник материалов IV Всероссийской научно-практической конференции «Энергетика и энергосбережение: Теория и практика». - 2018. - С. 1481-1485.
  • Лаптева, Е.А. Модель структуры потока и эффективность пленочной градирни с учетом неравномерности распределения фаз / Е.А. Лаптева, Е.Ю. Столярова, А.Г. Лаптев // Фундаментальные исследования. - 2018. - № 11-2. - С. 150-154.
  • Лаптев, А.Г. Определение тепловой эффективности и высоты блоков оросителей противоточных градирен/ А.Г. Лаптев, Е.А. Лаптева //Инженерно-физический журнал. - 2020. - Т. 93, № 3. - С. 715-721.
  • Федяев, В.Л. Эффективность оросительных градирен / В.Л. Федяев, Е.М. Власов, Р. Ф. Гайнуллин // Вестник Международной академии холода. - 2012. - № 4. - С. 35-39.
  • Методика расчета длины участка течения ненасыщенного влажного воздуха в канале оросителя вентиляторной градирни / В.Я. Губарев, А.Г. Арзамасцев, А.И. Шарапов, Ю.О. Морева // Вестник Московского энергетического института. Вестник МЭИ. - 2021. - № 4. - С. 37-43. DOI: 10.24160/1993-6982-2021-4-37-43
  • Берман, Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды /Л.Д. Берман. - М.; Л.: Госэнерго-издат, 1957. - 320 с.
  • Комиссаров, Ю.А. Процессы и аппараты химической технологии /Ю.А. Комиссаров, Л.С. Гордеев, Д.П. Вент. - М.: Юрайт, 2011. - 1230 с.
  • Математическая модель охлаждения оборотной воды в градирне с механической тягой / В.К. Битюков, С.Г. Тихомиров, Д.В. Арапов, С. С. Саввин // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2014. - № 1. - С. 51-55.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp