Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях
Проведено експериментальне дослідження дисперсного складу крапель, що утворюються при взаємодії двох зустрічно спрямованих факелів розпилу. Розроблено узагальнену математичну модель охолодження циркуляційної води в градирні та знайдено його оптимальні умови. Ключові слова: градирня, краплі, фракційн...
Saved in:
| Date: | 2007 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут загальної енергетики НАН України
2007
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3093 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях / О.А. Шрайбер, В.В. Дубровський, О.М. Підвисоцький, К.О. Шрайбер // Пробл. заг. енергетики. — 2007. — № 16. — С. 81-86. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860242389462941696 |
|---|---|
| author | Шрайбер, О.А. Дубровський, В.В. Підвисоцький, О.М. Шрайбер, К.О. |
| author_facet | Шрайбер, О.А. Дубровський, В.В. Підвисоцький, О.М. Шрайбер, К.О. |
| citation_txt | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях / О.А. Шрайбер, В.В. Дубровський, О.М. Підвисоцький, К.О. Шрайбер // Пробл. заг. енергетики. — 2007. — № 16. — С. 81-86. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. |
| collection | DSpace DC |
| description | Проведено експериментальне дослідження дисперсного складу крапель, що утворюються при взаємодії двох зустрічно спрямованих факелів розпилу. Розроблено узагальнену математичну модель охолодження циркуляційної води в градирні та знайдено його оптимальні умови. Ключові слова: градирня, краплі, фракційний склад, циркуляційна вода, охолодження, оптимальний режим.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:31:31Z |
| format | Article |
| fulltext |
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №16/2007 81
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
ОПТИМІЗАЦІЯ РЕЖИМУ ОХОЛОДЖЕННЯ
ЦИРКУЛЯЦІЙНОЇ ВОДИ У БРИЗКАЛЬНИХ ГРАДИРНЯХ
УДК 532.529
О.А. ШРАЙБЕР, доктор техн. наук, В.В. ДУБРОВСЬКИЙ, канд. техн. наук, О.М. ПІДВИСОЦЬКИЙ,
канд. техн. наук, К.О. ШРАЙБЕР (Інститут загальної енергетики НАН України, Київ)
Проведено експериментальне дослідження дисперсного складу крапель, що утворюються при взаємодії двох
зустрічно спрямованих факелів розпилу. Розроблено узагальнену математичну модель охолодження циркуляційної
води в градирні та знайдено його оптимальні умови.
Ступінь охолодження циркуляційної води на
теплових і атомних електростанціях має значний
вплив на процес конденсації відпрацьованої па-
ри, отже, і на ККД енергоблоків. Серед пристро-
їв, що використовуються для охолодження води,
напевно, найбільш поширеними є градирні різної
конструкції, включаючи баштові бризкальні гра-
дирні, в яких рідина розпилюється на краплі.
Одним із шляхів підвищення інтенсивності
тепломасообмінних процесів у градирнях є вико-
ристання нового пристрою для розпилювання рі-
дини відцентровими форсунками [1]. Принцип
його роботи базується на організації взаємодії
зустрічних конусоподібних потоків розпиленої
води, що призводить до значного покращання її
диспергування та інтенсифікації тепломасооб-
мінних процесів. Градирні, обладнані такими роз-
пилювачами, не потребують будь-яких внутріш-
ньобаштових конструкцій – плівкових або кра-
пельних зрошувачів, охолоджувальних вентиля-
торів – і працюють за невисокого тиску циркуля-
ційної води. Ці конструкції дозволяють істотно
знизити матеріалоємність градирень та енерго-
споживання при їх експлуатації.
Розміри крапель у традиційних бризкальних
градирнях досягають 4-5 мм і більше. Зниження
діаметрів крапель до 2-3 мм і менше дозволить
різко підвищити ефективність теплообміну, що,
як показано у [2], перевершує характеристики
плівкових градирень. З точки зору досягнення
найбільш розвинутої поверхні теплообміну, при-
родно, слід прагнути до отримання найбільш
дрібних крапель. Але в градирнях дрібні краплі
досить інтенсивно випаровуються, а також вино-
сяться висхідним повітряним потоком, що накла-
дає певні обмеження на фракційний склад ансамб-
лю крапель. Отже, досягнення оптимальних роз-
мірів крапель безпосередньо при розпилюванні є
ключовим моментом оптимізації процесу охолод-
ження води в градирні.
Раніше в Інституті загальної енергетики НАН
України було проведено ретельні експеримен-
тальні дослідження закономірностей розпилю-
вання води одиночними відцентровими форсун-
ками. Зокрема, було визначено основні геомет-
ричні характеристики факела розпилу (довжину
плівки, кут розкриття факела та товщину кільце-
подібного потоку рідини на виході з сопла) [3] та
фракційний склад ансамблю крапель залежно від
геометричних характеристик форсунки і режиму
витікання [4]. Крім того, було побудовано мате-
матичну модель руху, охолодження і випарову-
вання води в градирні стосовно до випадку, коли
всі краплі після розпилювання рухаються вниз
[5]. Мета цієї роботи полягала у вивченні фрак-
ційного складу крапель при розпилюванні води
блоком відцентрових форсунок – двома форсун-
ками із зустрічно спрямованими факелами, уза-
гальненні моделі [5] з урахуванням можливості
руху певної частини крапель після розпилювання
вгору, а також визначенні оптимального режиму
охолодження води.
Експериментальні дослідження дисперсного
складу крапель
Вивчення процесів розпилювання води з бло-
ків форсунок проводилось на експериментально-
му стенді циркуляційного типу (рис. 1).
Піддон 1 заповнювався водою, об'єму якої
достатньо для забезпечення необхідної робочої
продуктивності форсунок. Вода з піддона за до-
помогою відцентрового електронасоса 2 (WILO
Рис. 1
82 ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №16/2007
MHI 14-230-90) нагніталася в напірну магістраль
3, звідки потік води розділявся за двома напрям-
ками. По першому через вентиль 5 вода поверта-
лася в піддон 1, і таким чином здійснювалася
циркуляція води в першому замкненому контурі.
По другому напрямку вода через шарові крани 4 і
лічильник 6 (МТК – U) поступала у відцентрові
форсунки 7. За допомогою кранів 4 вода могла
розпилюватися або з одиночної форсунки (вер-
хньої чи нижньої), або разом із двох форсунок.
Безпосередньо перед форсунками було встанов-
лено манометр 8. З форсунок 7 рідина, що розпи-
лювалась у вигляді конусоподібного факела, пот-
рапляла в піддон 1 і звідти за допомогою насоса 2
потрапляла в напірну магістраль. Таким чином
здійснювалась робота другого контуру циркуля-
ції. За допомогою регулюючих пристроїв 4 і 5
встановлювалась необхідна витрата води через
форсунки, і за показаннями манометра 8 контро-
лювався робочий тиск. Під час дослідів витрата
води через форсунки визначалась за допомогою
лічильника 6. Експериментальний стенд забезпе-
чував витрату води до 11,3 м3/год (3,13 л/с) і
тиск перед форсункою до 2 атм (у дослідах мак-
симальний тиск води був 1,4 атм), що відповідає
умовам роботи відцентрових форсунок у градир-
нях.
Стенд був обладнаний електроконтактним
пристроєм 10 для вимірювання товщини кільця
рідини, що витікає з сопла. Контактна голка 9
пристрою була встановлена на спеціальному ко-
ординатнику, який забезпечував просторове пе-
реміщення голки для підведення її в потрібну
точку соплового отвору форсунки. Для візуаль-
ного спостереження процесів розпилювання
стенд був обладнаний лампою 11 неперервного
освітлення та імпульсною лампою 12, частоту
спалахів якої можна було регулювати за допомо-
гою стробоскопа 13. З метою визначення розмірів
крапель, що утворювались при диспергуванні,
стенд був укомплектований аналізатором 14 дис-
персного складу (АДС). Принцип його роботи
базується на лічильно-імпульсному методі, який
полягає у вимірюванні частоти замикань розпи-
леними краплями торців голок-електродів, від-
стань між якими збільшується послідовно із зада-
ним кроком переміщення [6]. За допомогою спе-
ціального пристрою АДС міг бути розміщений в
будь-який точці факела розпилу. Аналізатор був
з'єднаний кабелем із блоком живлення 15 та пер-
сональним комп'ютером 16.
У дослідах використовувались відцентрові
форсунки великої продуктивності [3], розміри
яких були подібні до працюючих у промислових
градирнях. Форсунки мали один тангенціальний
вхідний канал і були виготовлені з урахуванням
конструктивних особливостей, що визначають
сучасний підхід до розробки відцентрових розпи-
лювачів рідини. Вхідні канали форсунок мали
квадратний перетин, що забезпечувало більш рів-
номірний розподіл потоку води на вході в камеру
закручування. Крім того, потік на вході в камеру
підтискувався спеціальним звуженням каналу
("стрілкою") до різної величини h таким чином,
що вхідний перетин потоку рідини в камеру зак-
ручування ставав прямокутним. Змінювалась і
відстань від осі сопла до осі вхідного каналу (пле-
че закручування). Така конструкція відцентро-
вих форсунок у кінцевому підсумку покращувала
гідродинаміку витікання води з соплового отво-
ру. Треба також відзначити, що прямокутні кана-
ли є більш технологічними для виробництва фор-
сунок і потребують менших витрат на їх виготов-
лення. Діаметр камери закручування Dк у дослі-
дах дорівнював 100 и 50 мм.
При дослідженні фракційного складу крапель
пара форсунок розміщувалася на експеримен-
тальному стенді співвісно одна до одної вздовж
вертикальної осі (рис. 1). За допомогою спеціаль-
ного пристрою відстань Е між зрізами сопел вер-
хньої та нижньої форсунок могла змінюватися.
Це дозволяло організувати взаємодію зустрічних
потоків рідини на різній відстані, як конусоподіб-
ними плівками, так і краплями – після подріб-
нення плівки. Досліди проводилися як із двома
ідентичними форсунками, так і з форсунками, які
відрізнялися одна від одної геометричними роз-
мірами. При цьому кути розкриття для верхньої
та нижньої форсунок були різними.
На основі проведених експериментів було
зроблено висновок, що блок форсунок забезпечує
більш інтенсивне диспергування рідини порівня-
но з одиночною форсункою, якщо зустрічні факе-
ли розпилу взаємодіють плівками, а не краплями.
Тому всі експерименти проводились в умовах, ко-
ли факели розпилу гарантовано взаємодіяли
плівками.
На рис. 2 показано функцію об'ємного розпо-
ділу крапель за розмірами δ, яка отримана внаслі-
док взаємодії двох зустрічних потоків у блоці од-
накових форсунок (позначено t) при відстані
між ними Е = 60 мм і тиску рідини P = 0,4 атм (Dк
= 50 мм, діаметр сопла dc = 20 мм, h = 10 мм), а та-
кож функції, які відповідають таким же одиноч-
ним форсункам із витіканням води вгору (o) та
вниз (●). Ці дані свідчать, що максимальний роз-
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №16/2007 83
мір крапель, що утворюються при диспергуванні
рідини в блоці (δmax = 2,4 мм), менший, ніж при
розпилюванні з одиночних форсунок (δmax = 3 і
3,6 мм). Така картина спостерігалась в усіх дос-
ліджених режимах взаємодії та за всіх геометрич-
них розмірів форсунок.
На рис. 3 показано вплив розміру сопла на
фракційний склад крапель у блоці: dc = 20 мм
(позначено o) і dc = 12,5 мм (n) при Dк = 50 мм,
h = 10 мм, Е = 60 мм, P = 0,4 атм. Зі збільшенням
діаметра сопла максимальний розмір крапель іс-
тотно зростає, що пояснюється збільшенням тов-
щини кільця витікання рідини з сопла, яка і виз-
начає максимальний розмір крапель. Відповідно
зміщується і мода функції розподілу в бік більш
крупних крапель.
Рис. 4 ілюструє вплив відстані між форсунка-
ми на фракційний склад крапель у блоці: Е = 60 мм
(позначено t); Е = 120 мм (o); Е = 210 мм (n) при
Dк = 50 мм, dc = 20 мм, h = 10 мм, P = 0,4 атм. Мак-
симальні розміри крапель при Е = 60 і 120 мм ма-
ло відрізняються між собою, але при Е = 210 мм,
коли зустріч потоків відбувається близько до ме-
жі руйнування плівки, помітно збільшення δmax,
яке наближається до максимального розміру кра-
пель при розпилюванні з одиночних форсунок.
Досліди показали, що мода функцій розподілу
слабо залежить від відстані між форсунками. Але
за малих Е (Е = 60 мм) мода дещо зміщується в
бік більш крупних крапель. Ймовірно, це пояс-
нюється тим, що взаємодія конусоподібних плі-
вок на невеликих Е (поблизу до зрізу сопла) від-
бувається більш товстими ділянками плівок.
Експериментальні дані для блока однакових
форсунок обробляли, як і для одиночних, у виг-
ляді
Для коефіцієнта с було отримано залежність
де с1 – коефіцієнт в (1) для одиночної форсунки [4],
де Fвх – площа вхідного каналу; Fф – площа запов-
нення рідиною камери закручування; Reс = Vc∆/ν;
Vc – швидкість рідини на зрізі сопла; ν – її кінема-
тична в'язкість; ∆ – товщина кільця рідини на зрі-
зі сопла [3]. У зв'язку з тим, що с/с1 мало відріз-
няється від одиниці, на практиці можна прийня-
ти с = c1.
Знайдено також залежність для коефіцієнта b:
де для одиночної форсунки згідно з [4] b1 = 2,23.
У кінцевому вигляді
Для максимального розміру δmax крапель,
що утворюються при диспергуванні рідини бло-
ками форсунок, отримано
Усі вказані залежності є справедливими в
діапазоні 3 < Е/dc < 14. Нагадаємо, що відстань Е
між форсунками в блоці (при взаємодії потоків
плівками) має обмеження по максимуму і зале-
жить від довжини l плівки, що не розпалася на
краплі, та кута ϕ розкриття факела. Щодо міні-
мальної величини Е, обмеження зумовлено конс-
труктивним фактором – можливістю удару пото-
ку по фланцю форсунки. Проведені нами досліди
відповідають діапазону 0,58 сos (ϕ/2) < Е/l < 1,8
сos (ϕ/2).
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
(1)
, (2)
(3)
(4)
84 ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №16/2007
Таким чином, формули (1) – (4) дозволяють
за відомими геометричними характеристиками
форсунок і режимами витікання визначити
дисперсний склад крапель у факелі розпилу
блоків.
Узагальнення математичної моделі
охолодження крапель у градирні
Математична модель [5] складається з дифе-
ренціальних рівнянь для діаметра крапель j-ї
фракції δj, її масової витратної концентрації µj,
швидкості vj і температури Tj, а також для темпе-
ратури повітря Ta і густини водяної пари в ньому
ρv. При інтегруванні цієї системи для основної
частини градирні (від розпилювальних пристроїв
до басейну) виникають певні труднощі, пов'язані
з тим, що початкові умови для параметрів кра-
пель задаються на рівні форсунок (z = z0), а для
повітря – внизу (z = zf). Тому було розроблено та-
кий ітераційний алгоритм: задаємо деякі значен-
ня Ta0, ρv0, інтегруємо систему вниз до перетину f
і в разі розбіжності заданих і розрахованих зна-
чень Taf, ρvf інтегрування повторюємо з новими
Ta0, ρv0 до досягнення необхідної точності.
Задані (реальні) величини Taf, ρvf позначимо
верхнім індексом *, а значення всіх величин на
i-й ітерації – індексом (і). За результатами розра-
хунку на i-й ітерації вихідні дані для (i+1)-ї об-
числюються як
де kl < 1, kl ~ 1 (l = T, ρ). Ці коефіцієнти враховують
ту обставину, що інтенсивність міжфазного тепло-
і масообміну певною мірою залежить від початко-
вих значень Ta0, ρv0. Проведені розрахунки показа-
ли, що ітераційний процес збігається якнайшвид-
ше при kT = 0,7 ÷ 0,9; kρ = 0,7 ÷ 0,9. Як приклад у таб-
лиці наведено деякі результати розрахунків при
T*af = 20oC; ρ∗vf = 0,00877 кг/м3; kT = kρ = 0,8.
Як відзначалося вище, модель [5] передбачає,
що всі краплі, починаючи зі вхідного перетину
z = z0, рухаються вниз (тобто це накладає певні
обмеження на фракційний склад крапель і
швидкість повітря). Проте в дійсності розпилю-
вання призводить до утворення полідисперсних
ансамблів, до складу яких входять також досить
дрібні краплі (див. рис. 2–4). Ці краплі при ре-
альних швидкостях повітря рухаються вгору; як
правило, на їх шляху встановлюються вловлю-
вачі, з яких після накопичення певної кількості
рідини зриваються великі краплі, що потім па-
дають до нижнього перетину zf. Тому для враху-
вання цього явища в алгоритм було внесено такі
зміни.
Спочатку в перетині z0 для кожної фракції j
розраховується сума сил, що діють на них, і від-
повідно весь полідисперсний ансамбль, що скла-
дається з n фракцій, розділяється на два підан-
самблі: j = 1 ÷ j1 (дрібні краплі, що рухаються вго-
ру) та j = (j1 + 1) ÷ n (краплі, що падають). Далі на
кожній ітерації i рівняння руху та тепломасообмі-
ну для першого підансамблю інтегруються вгору
від z0 до перетину zс, де встановлено вловлювачі.
Тут "народжується" нова фракція p = n+1. Її кон-
центрація та температура обчислюються за оче-
видними формулами
де ζ – коефіцієнт уловлювання [7, 8]. Початковий
розмір крапель нової фракції визначається за ре-
комендаціями [7]. Потім рівняння руху та тепло-
масообміну фракції p інтегруються від zc до z0.
Нарешті, розраховується еволюція стану крапель
j = (j1 + 1) ÷ p і повітря на ділянці z0 – zf.
Слід зауважити, що описаний підхід, коли вер-
хня секція градирні (z = z0 ÷ zc) розраховується
двічі (для першого підансамблю вгору і для кра-
пель p вниз), призводить до певної похибки у
визначенні параметрів повітря. Тому було роз-
роблено інший варіант алгоритму, де верхня сек-
ція розраховується один раз для всіх фракцій
(звичайно, для цього треба було побудувати
внутрішній ітераційний процес для µpc, Tpc, δpc, по-
дібний до описаного вище). Але співставлення
результатів розрахунків за обома версіями пока-
зало, що різниця в параметрах повітря не переви-
щує 0,3 %, і було вибрано перший, більш простий
варіант. Описаний алгоритм було реалізовано в
програмному комплексі GRAD3.
Визначення оптимального режиму
охолодження циркуляційної води в градирні
Цільовою функцією при охолодженні води
найбільш природно вибрати різницю між її по-
Номер
ітерації
Ta0, oС 10
3
rv0,
кг/м3
Taf,
oC 10
3
rvf,
кг/м3
1 27,10 23,50 24,17 17,67
2 23,77 16,38 20,13 8.30
3 23,67 16,75 19,96 8,90
4 23,70 16,65 20,01 8,73
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
(5)
Таблиця. Ітераційний процес для початкових
значень Та0, ρv0
ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №16/2007 85
чатковою температурою Т0 та середньою темпера-
турою на виході
До числа параметрів, що повністю визначають
характеристики робочого процесу в градирні, на-
лежать початкові температури Т0, Taf, вологість по-
вітря на вході ρvf, сумарна концентрація крапель µ
та їх фракційний склад (тобто b, c, δmax). Проте
немає сенсу шукати оптимальні умови охолоджен-
ня в цьому семивимірному просторі, оскільки во-
но буде тим більше, що більшою буде різниця тем-
ператур Т0 – Taf та що меншими ρvf і µ. Тому до-
цільно для подальшого зафіксувати ці величини.
Обираємо типові умови Т0 = 30oС; Taf = 15oС;
ρvf =0,0045 кг/м3; µ = 1. Таким чином, приходимо
до тривимірного простору b – c – δmax. Аналіз
досвіду експлуатації градирень, а також результа-
тів наших експериментів приводить до таких
обмежень значень цих факторів: b = 1,67÷2,1;
c =1,05 ÷ 2,5 1/мм; δmax =1,6 ÷ 6,4 мм. Але треба вра-
ховувати також два додаткових обмеження: δm =
b/c = 0,8 ÷ 2 мм; L = δmax/δm = 1,5 ÷ 5. Таким чином,
область пошуку в координатах b – c має вигляд
п'ятикутника ABCDE, зображеного на рис. 5а.
Наприклад, температура води дорівнює 30oС.
При цьому прихована теплота випаровування
r = 2420 кДж/кг. Якщо припустити, що під час ру-
ху в градирні випаровується 1,5% рідини,
це призведе до зниження її температури на
∆Те = 0,015 r/ср 8,7 град (ср – питома теплоєм-
ність). Оскільки типові значення ∆Т такого ж по-
рядку, можна зробити висновок, що охолодження
здійснюється в основному за рахунок фазового
переходу. Як відомо, в енергетиці діють жорсткі
нормативи щодо відсотку ξ випаровування цир-
куляційної води при охолодженні в градирні, що
залежать від температури повітря Taf. Згідно з [9]
за прийнятої температури Taf = 15оС максималь-
но допустиме значення ξ дорівнює ξmax = 0,13 ∆T.
Приймаючи ∆T 10 град., маємо ξmax = 1,3%. Зро-
зуміло, що область оптимальних режимів охолод-
ження відповідає максимально допустимому зна-
ченню ξ. Отже, область пошуку на рис. 5а слід
звузити до такої підобласті значень b, c i δmax, де
ξ = ξmax.
Розрахунки з допомогою програмного ком-
плексу GRAD3 дозволили встановити, що зазна-
чена підобласть відповідає трапеції MNPQ на
рис. 5а, причому на лінії MN відношення L = 5, а
на лінії PQ – L = 1,5. Для внутрішніх точок підоб-
ласті було підібрано формулу
де, як і раніше, с в 1/мм.
Для подальшого зручно перейти від коорди-
нат b – c до координат b – (b – c) (рис. 5б, де лі-
нія MN відповідає b – c = – 0,015, а лінія PQ – b-
c = 0,505). Розрахунки ∆Т для границь підобласті
MNPQ і її внутрішніх точок дають значення ∆Т =
9,38 ÷ 9,67 град. Отже, цю підобласть можна вва-
жати "майже стаціонарною" за термінологією
[10], і тому для її дослідження найбільш доцільно
побудувати квадратичне рівняння регресії.
Оскільки L є функцією b і c, досить розглянути
двовимірний простір b – (b-c). У кодових змін-
них х1 – х2 (де х1 = (b – c – 0,245)/0,26; х2 = (b –
1,885)/0,215) отримане рівняння має вигляд
де δТ = (10 – ∆Т) 103.
Приводячи поверхню (6) до головних осей,
маємо δT = A + 38,1 (x1
о)2 + 2,4 (x2
о)2, отже, вона
являє еліптичний параболоїд. Координати міні-
мума функції δT такі: x1 = 0,725; x2 = 8,52; δT = 207,
тобто він лежить поза межами області пошуку, і
тому слід обрати таку точку цієї області, що за-
безпечить найменше δT (і мінімальну середню
температуру крапель). З формули (6) випливає,
що це точка Q на рис 5 (b =2,1; c =1,595 1/мм;
L =1,5), де ∆T = 9,67 град.
Насамкінець оцінимо економічну ефективність
впровадження оптимального режиму охолоджен-
ня циркуляційної води. Щоб обрати режим для по-
рівняння, ми проаналізували умови експериментів
(див. вище), що забезпечують інтенсивне диспер-
гування рідини, і для кожного з цих дослідів розра-
хували її охолодження і випаровування. З'ясува-
лось, що серед режимів із ξ < ξmax найкращий ре-
зультат становить ∆T = 8,53оС, тобто оптимізація
розпилювання дозволяє знизити температуру води
на 1,14оС порівняно з цим режимом. Згідно з реко-
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
Рис. 5
(6)
86 ПРОБЛЕМИ ЗАГАЛЬНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ • №16/2007
мендаціями [11] збільшення ∆T на 1,14оС призво-
дить до підвищення потужності енергоблока
300 МВт на 0,65 МВт. Приймаючи тривалість ро-
боти енергоблока 6500 год/рік, середню теплоту
згоряння вугілля 5000 ккал/кг, його середню ціну
0,18 грн/кг і витрату палива 380 г у. п./кВт·год, зна-
ходимо вартість зекономленого палива на один
енергоблок – С 400 тис. грн./рік.
ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СИСТЕМ
1. Подвысоцкий А.М., Дубровский В.В., Кидалюк С.Е., Довгопол М.В. Энергоэффективное устройство для распыливания
воды центробежными форсунками низкого давления // Проблеми загальної енергетики. – 2001. – № 4. – С. 54–57.
2. Гончаров В.В. Особенности аэродинамики, тепло- и массообмена в башенных брызгальных градирнях // Труды
координационных совещаний по гидротехнике. – ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. – Л., 1977. – Вып. 115. – С. 205–210.
3. Дубровский В.В., Подвысоцкий А.М., Баштовой А.И. и др. Особенности диспергирования жидкости при взаимодействии
факелов распыла из центробежных форсунок // Промислова гідравліка і пневматика. – 2005. – № 4. – С. 39–44.
4. Дубровский В.В., Подвысоцкий А.М., Баштовой А.И. Повышение охладительной способности градирни за счет
увеличения поверхности охлаждения при распыливании воды центробежными форсунками // Проблеми загальної енергетики.
– 2006. – № 14. – С. 52–56.
5. Шрайбер А.А., Баштовой А.И. Математическое моделирование тепломассообменных процессов в градирнях нового
поколения // Пром. теплотехника. – 2005. – № 5. – С. 28–33.
6. Дубровский В.В., Подвысоцкий А.М., Баштовой А.И. и др. Устройство для анализа дисперсного состава распыленной
жидкости // Физика аэродисперсных систем. – 2004. – Вып. 41.
7. Берман Л.Д. Испарительное охлаждение циркуляционной воды. – М.: ГЭИ, 1957. – 320 с.
8. Морозов В.А., Альтман В.М. Водоуловители в башенных градирнях с естественной тягой // Труды координационных
совещаний по гидротехнике – ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. – Л., 1968. – Вып. 44. – С. 79–86.
9. Альтман В.М., Морозов В.А. Уточнение потерь воды на испарение в башенных градирнях по данным натурных
исследований // Труды координационных совещаний по гидротехнике. – ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. – Л., 1977. – Вып. 115. –
С. 172–175.
10. Налимов В.В., Чернова Н.А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. – М.: Наука, 1965.
– 340 с.
11. Морозов В.А., Кудрявцев В.И. Влияние температуры охлажденной воды на технико-экономические показатели ТЭС и
АЭС // Труды координационных совещаний по гидротехнике. – ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. – Л., 1977. – Вып. 115. – С. 11–15.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3093 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-8965 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:31:31Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут загальної енергетики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шрайбер, О.А. Дубровський, В.В. Підвисоцький, О.М. Шрайбер, К.О. 2009-06-22T16:15:04Z 2009-06-22T16:15:04Z 2007 Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях / О.А. Шрайбер, В.В. Дубровський, О.М. Підвисоцький, К.О. Шрайбер // Пробл. заг. енергетики. — 2007. — № 16. — С. 81-86. — Бібліогр.: 11 назв. — укp. 1562-8965 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3093 532.529 Проведено експериментальне дослідження дисперсного складу крапель, що утворюються при взаємодії двох зустрічно спрямованих факелів розпилу. Розроблено узагальнену математичну модель охолодження циркуляційної води в градирні та знайдено його оптимальні умови. Ключові слова: градирня, краплі, фракційний склад, циркуляційна вода, охолодження, оптимальний режим. uk Інститут загальної енергетики НАН України Дослідження та оптимізація технологічних систем Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях Article published earlier |
| spellingShingle | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях Шрайбер, О.А. Дубровський, В.В. Підвисоцький, О.М. Шрайбер, К.О. Дослідження та оптимізація технологічних систем |
| title | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях |
| title_full | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях |
| title_fullStr | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях |
| title_full_unstemmed | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях |
| title_short | Оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях |
| title_sort | оптимізація режиму охолодження циркуляційної води у бризкальних градирнях |
| topic | Дослідження та оптимізація технологічних систем |
| topic_facet | Дослідження та оптимізація технологічних систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3093 |
| work_keys_str_mv | AT šraiberoa optimízacíârežimuoholodžennâcirkulâcíinoívodiubrizkalʹnihgradirnâh AT dubrovsʹkiivv optimízacíârežimuoholodžennâcirkulâcíinoívodiubrizkalʹnihgradirnâh AT pídvisocʹkiiom optimízacíârežimuoholodžennâcirkulâcíinoívodiubrizkalʹnihgradirnâh AT šraiberko optimízacíârežimuoholodžennâcirkulâcíinoívodiubrizkalʹnihgradirnâh |