К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах
Предложен инженерный метод расчета процессов тепло- и массообмена в механических скрубберах, использование которого позволяет рассчитывать конечные параметры газа по известным начальным параметрам и расходам взаимодействующих сред. Запропоновано інженерний метод розрахунку процесів тепло- і массообм...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60783 |
| 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: | К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах / С.И. Приемов // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 51-55. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60783 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Приемов, С.И. 2014-04-19T17:15:09Z 2014-04-19T17:15:09Z 2009 К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах / С.И. Приемов // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 51-55. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60783 532.529 Предложен инженерный метод расчета процессов тепло- и массообмена в механических скрубберах, использование которого позволяет рассчитывать конечные параметры газа по известным начальным параметрам и расходам взаимодействующих сред. Запропоновано інженерний метод розрахунку процесів тепло- і массообміну у механічних скруберах, використання якого дозволяє розраховувати кінцеві параметри газу за відомими початковими параметрами та витратами взаємодіючих середовищ. An engineering method for numerical analysis of heat and mass transfer processes in mechanical scrubbers is proposed. This metod enables one to calculate the final gas parameters by the known initial parameters and flow rates of interacting media. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Использование и сжигание топлива К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах Evalution of the efficiency of heat and mass transfer processes in mechanical scrubbers Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах |
| spellingShingle |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах Приемов, С.И. Использование и сжигание топлива |
| title_short |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах |
| title_full |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах |
| title_fullStr |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах |
| title_full_unstemmed |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах |
| title_sort |
к оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах |
| author |
Приемов, С.И. |
| author_facet |
Приемов, С.И. |
| topic |
Использование и сжигание топлива |
| topic_facet |
Использование и сжигание топлива |
| publishDate |
2009 |
| language |
Russian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Evalution of the efficiency of heat and mass transfer processes in mechanical scrubbers |
| description |
Предложен инженерный метод расчета процессов тепло- и массообмена в механических скрубберах, использование которого позволяет рассчитывать конечные параметры газа по известным начальным параметрам и расходам взаимодействующих сред.
Запропоновано інженерний метод розрахунку процесів тепло- і массообміну у механічних скруберах, використання якого дозволяє розраховувати кінцеві параметри газу за відомими початковими параметрами та витратами взаємодіючих середовищ.
An engineering method for numerical analysis of heat and mass transfer processes in mechanical scrubbers is proposed. This metod enables one to calculate the final gas parameters by the known initial parameters and flow rates of interacting media.
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60783 |
| citation_txt |
К оценке эффективности процессов тепломассообмена в механических скрубберах / С.И. Приемов // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 51-55. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT priemovsi kocenkeéffektivnostiprocessovteplomassoobmenavmehaničeskihskrubberah AT priemovsi evalutionoftheefficiencyofheatandmasstransferprocessesinmechanicalscrubbers |
| first_indexed |
2025-11-27T02:52:02Z |
| last_indexed |
2025-11-27T02:52:02Z |
| _version_ |
1850795490527936512 |
| fulltext |
При осуществлении непосредственного
контакта капель распыленной жидкости с га=
зами в мокрых пылеуловителях большое зна=
чение имеет возможность определения конеч=
ных параметров охлаждаемого газа –
температуры, теплосодержания и влагосодер=
жания. Это связано , например, в ряде случаев
с ограничениями по степени охлаждения газов
или с необходимостью количественного учета
величины испарившейся (сконденсирован=
ной) влаги при осуществлении скрубберных
процессов пылеулавливания – соответственно
в испарительном или в конденсационном ре=
жимах улавливания пыли.
Во многих случаях известны начальные (вход=
ные) параметры взаимодействующих сред, их
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 51
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Запропоновано інженерний метод
розрахунку процесів тепло# і массо#
обміну у механічних скруберах, викорис#
тання якого дозволяє розраховувати
кінцеві параметри газу за відомими по#
чатковими параметрами та витратами
взаємодіючих середовищ.
Предложен инженерный метод рас#
чета процессов тепло# и массообмена в
механических скрубберах, использова#
ние которого позволяет рассчитывать
конечные параметры газа по известным
начальным параметрам и расходам вза#
имодействующих сред.
An engineering method for numerical
analysis of heat and mass transfer
processes in mechanical scrubbers is pro#
posed. This metod enables one to calcu#
late the final gas parameters by the known
initial parameters and flow rates of interact#
ing media.
УДК 532.529
ПРИЕМОВ С.И.
Институт технической теплофизики НАН Украины
К ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ
ТЕПЛОМАССООБМЕНА В МЕХАНИЧЕСКИХ СКРУББЕРАХ
с – удельная теплоемкость;
d – абсолютное влагосодержание газа;
Gг – количество обрабатываемого газа;
I – энтальпия газа;
Кт – величина энергии соприкосновения;
m – величина удельного орошения;
Nуд – удельный расход энергии на распыление
1 м3 жидкости;
Qполн – полный тепловой поток от одной фазы к
другой;
Qявн – тепловой поток от одной фазы к другой за
счет явного теплообмена;
Qскр – тепловой поток от одной фазы к другой за
счет скрытого теплообмена;
r – скрытая теплота парообразования;
R – радиус распылителя жидкости;
t – температура;
Vг – скорость газа в зоне контакта с орошающей
жидкостью;
ω – угловая скорость распылителя жидкости;
ΔP – гидравлическое сопротивление скруббера
(без учета сопротивления каплеуловителя);
Δt0м – максимальный возможный температурный
напор;
Δtтм – средний арифметический температурный
напор;
Δt – коэффициент интенсивности теплообмена;
Δd0 – максимальный возможный концентра=
ционный напор.
Индексы верхние:
р – расчет;
э – эксперимент.
Индексы нижние:
г – газ;
ж – жидкость;
м – мокрый термометр;
п – пар;
полн – полный;
скр – скрытый;
уд – удельный;
явн – явный;
1 – параметры на входе;
2 – параметры на выходе.
расходы и требуется определить конечные пара=
метры газа и жидкости.
Цель настоящей работы – решение именно
этой задачи применительно к условиям обработ=
ки газов в механических скрубберах.
Как известно [1],общий тепловой поток в
скрубберах от одной фазы к другой состоит из яв=
ной и скрытой теплоты (при условии пренебре=
жения весьма малой долей теплоты, передавае=
мой естественным конвективным потоком):
Qполн = Qявн + Qскр; (1)
Qполн = Gг(I1 – I2) ; (2)
Qявн = Gгсг(t1г – t2г); (3)
Qскр = Gг [r(d1 – d2)+(t1гd1 – t2гd2)]. (4)
Для установления зависимости Qявн от опреде=
ляющих факторов на стенде [2] проведена серия
опытов с помощью метода статистического пла=
нирования и обработки результатов эксперимен=
та – центрального композиционного ортого=
нального плана [3].
Следует отметить, что введение соотношения
(Qявн/Gг) позволяет отказаться от необходимости
оценки влияния величины поверхности теплооб=
мена, которая не поддается измерению и расчету
[4].
В табл. 1 приведены данные по исследованию за=
висимости Qявн/Gг = f(Vг, m, t1г) при ωR = 19 = const,
полученные в результате реализации плана экс=
перимента по центральному композиционному
ортогональному плану.
Значения коэффициентов регрессии вычисля=
лись по зависимостям, рекомендованным в рабо=
те [3]. В результате обработки данных исследова=
ний получена следующая зависимость:
Qявн/Gг = 10 – 2,64 m + 0,544 t1г – 2,55 Vг+
+ 0,63 Vг m – 0,0084 Vг t1г + 0,071 Vг
2, кДж/кг. (5)
Среднее отклонение расчетных и эксперимен=
тальных данных не превышает 1,5%.
Для оценки влияния на величину (Qявн/Gг)
значений параметров ωR, t1ж были проведены
специальные уточняющие серии опытов в лабо=
раторных и промышленных условиях на установ=
ках производительностью по очищаемому газу до
3·105 м3/ч, в результате обработки которых полу=
чена следующая зависимость:
Qявн/Gг = (10 – 2,64 m + 0,544 t1г – 2,55 Vг +
+ 0,63 Vг m – 0,0084 Vг t1г + 0,071 Vг
2)(ωR/19)0,3 (6)
(для t1ж< t1м).
Для Vг < 20 м/с необходимо в зависимости (6)
принимать Vг = 20 м/с, поскольку в этом диапа=
зоне скоростей газа величина Qявн/G = const и
равна величине Qявн/G для Vг = 20 м/с. Физичес=
ки это объясняется тем, что в этом диапазоне
скоростей газа на эффективность тепло= и массо=
обмена определяющее значение оказывает не ве=
личина Vг, а величина ωR.
Если, по аналогии с описанием эффективнос=
ти пылеулавливания [5], использовать величину
Кт, то можно записать окончательную зависи=
мость в виде:
Qявн/Gг = (1,36 + 0,14 t1г – 1,46·10–2 Кт –
– 3 ·10–6 Кт t1г – 3·10–4 t1г
2 + 10–5 Кт
2)(ωR/19)0,3 (7)
(для t1ж< t1м).
52 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л . 1 . Зависимость интенсивности явного теплообмена от определяющих факторов
При этом величина энергии соприкосновения
Кт рассчитывается по зависимости:
Кт = (ΔP + Nуд m), кДж/1000 м3 . (8)
Конечная температура газа определится по за=
висимости:
t2г = t1г – (Qявн/Gг)/сг (для t1ж < t1м); (9)
для условий орошения “горячей” водой (при
t1ж > t1м) и обычной для работы механических
скрубберов плотности орошения (10…20)м3/м2·ч
конечная температура газа определится по следую=
щей экспериментально полученной зависимости:
t2г = t1г – (Qявн/Gг)/сг + (t1ж – t1м) (для t1ж > t1м). (10)
В табл. 2 приведены рассчитанные по зависи=
мости (10) и экспериментальные данные по
оценке величины “t2г”(для условий t1г = 90 оС;
t1м = 54 оС; ωR = Vг = 25; m = 0,5).
Использование полученных выше зависимос=
тей позволяет рассчитывать конечные параметры
газа после механических скрубберов в следую=
щей последовательности:
– задаются начальные параметры газа (t1г, d1)
и жидкости (t1ж) на входе в аппарат и их расходы;
– определяются недостающие начальные и
расчетные параметры:
I1 = (r + сп t1г ) d1 + сг t1г; (11)
t1м = 11 I1
0,27, (12)
где величина коэффициента “11” уточнена авто=
ром по данным работы [6] для диапазона t1г < 250 oС
и размерности величины I1 в кДж/кг;
d1м = 0,004564 ехр (0,059t1м). (13)
Конечная температура газа (t2г) рассчитывает=
ся по зависимостям (6–10).
Конечная температура газа (t2м) рассчитывает=
ся по формуле:
t2м = t1ж + 0,54 (t1м – t1ж) ( )0,7 (для t1ж< t1м). (14)
Для адиабатного режима (при t1ж = t1м) имеем
следующие равенства:
t2м = t1ж = t1м = t2ж , (15)
и поэтому возникает неопределенность типа
Δt = 0/0, которая не раскрывается с помошью
правила Лопиталя; в этом случае следует исполь=
зовать метод итераций, задаваясь несколькими
значениями “t1ж” (из диапазона температур,
меньших t1м), и определить значение Δt как пре=
дел при стремлении политропных процессов к
адиабатному [7].
После оценки величины “t2м” по зависимос=
тям (14) или (15) определяются величины “d2м” и
“I2м” по следующим формулам:
d2м = 0,004564 ехр (0,059 t2м); (16)
I2 = I2м = (r + сп t2м) d2м + сг t2м . (17)
По величине “I2” рассчитываем уточненное
значение “d2” по зависимости:
. (18)
Для расчета массообмена также предваритель=
но определяются величины, необходимые для
2 2г г
2
п 2г
I t c
d
r c t
−
=
+
38
Rω
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 53
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л . 2 . Сравнение рассчитанных по зависимости (10) и экспериментальных данных по оценке
величины “t2г”
расчетов по уравнению относительной интен=
сивности тепло= и массобмена [7]:
Δt0м = t1м – t1ж; (19)
Δtтм = (t1м + t2м)/2 – (t1ж + t2ж)/2; (20)
Δt = Δtм/Δt0м; (21)
Δd0 = d1м – d1; (22)
d2 = d2м – Δd0(2Δt – 1) (23)
(если Δt < 0,5 , то d2 = d2 м).
Количество массы пара, переданной от одной
среды к другой, составит:
Gп = Gг(d2 – d1). (24)
После определения величины Qскр/Gг по фор=
муле (4), а величины Qполн/Gг – по зависимости
(2), определяем величину невязки теплового ба=
ланса (%)по формуле:
. (25)
На этом расчет полного теплообмена и массо=
обмена заканчивается, так как определены поток
переданной теплоты, конечные параметры газа и
жидкости.
Точность расчетов по приведенной методи=
ке удовлетворительная, поскольку невязка
теплового баланса при расчетах обычно не
превышает 10%.
В качестве примера применения приведенно=
го метода расчета процессов тепло= и массообме=
на в механических скрубберах покажем (для ус=
ловий очистки отработанного сушильного агента
от двух крупнотоннажных распылительных су=
шилок типа СРЦ 10/550 НК в производстве сухих
кормовых дрожжей) сопоставление эксперимен=
тальных и расчетых данных показателей тепло= и
массообмена в механических скрубберах типа
МПВ=80 (Лужанский экспериментальный завод)
и МПВ=100 (Косарский спиртзавод) –соответ=
ственно производительностью по очищаемому
газу 80 и 100 тыс. м3/ч.
В табл. 3 приведены экспериментальные дан=
ные промышленных испытаний (по актам внед=
рения [8]) механических скрубберов типа МПВ=80
и МП=100, а в табл. 4 приведены данные расчетов
эффективности тепломассообмена (по приве=
денной выше методике) в механических скруббе=
рах типа МПВ=80 и МПВ=100.
Из данных табл. 4 видно, что результаты рас=
четов тепло= и массообмена по приведенной
методике удовлетворительно описывают экспе=
риментальные данные, поскольку невязка теп=
лового баланса составляет всего 4,5%, т.е. ниже
уровня невязки теплового баланса 10%, реко=
мендуемого при расчетах тепломассообменного
оборудования.
явн скр полн
полн
| | | | | |
100%
| |
Q Q Q
Q
Q
+ −
Δ =
54 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
Та б л . 3 . Данные промышленных испытаний механических скрубберов
Та б л . 4 . Данные расчетов эффективности тепломассообмена в механических скрубберах
Примечание: при расчете Qявн/G для МПВ=100 величина Vг принималась равной 20 м/с, как это было отмечено ранее в
примечании к зависимости (6).
Выводы
Предложен инженерный метод расчета про=
цессов тепло= и массообмена в механических
скрубберах, использование которого позволяет
по известным начальным параметрам и расходам
взаимодействующих сред рассчитывать конеч=
ные параметры газа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нестеренко А.В. Основы термодинамичес=
ких расчетов вентиляции и кондиционирования
воздуха. – М.: Высшая школа,1971. – 460 с.
2. Приемов С.И , Дубчак М.З. Расчетная мо=
дель эффективности теплообмена в скруббере
Вентури при охлаждении ненасыщенного пара=
ми воздуха //Строительные материалы, изделия
и санитарная техника. – К.: Будівельник. – 1981. –
Вып. 4. – С.80–84.
3. Бондарь А.Г.,Статюха Г.А. Планирование
эксперимента в химической технологии. – К.:
Вища школа, 1976. – 184 с.
4. Дубинская Ф.Е. Некоторые вопросы тепло=
обмена в скрубберах Вентури при охлаждении
ненасыщенных парами газов// Промышленная и
санитарная очистка газов. НТРС. – 1975. – № 2. –
С. 2–8.
5. Вальдберг А.Ю.,Исянов Л.М.,Тарат Е.Я.
Технология пылеулавливания. – М.: Машиност=
роение, 1985. – 192 с.
6. Савицкая Н.М., Вальдберг А.Ю., Лари*
на Т.В. Приближенный расчет температуры
мокрого термометра //Промышленная и
санитарная очистка газов. НТРС. – 1980. –
№ 2. – С. 6.
7. Андреев Е.И. Расчет тепло= и массообмена
в контактных аппаратах. – Л.: Энергоатомиздат,
1985. – 192 с.
8. Таньковский Р.Ю. Разработка способа улав=
ливания пыли кормовых дрожжей с целью сни=
жения потерь при сушке распылением и защиты
окружающей среды. Дисс. … канд.техн.наук: – К.,
1984, – 166 с.
Получено 30.03.2009 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 55
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И СЖИГАНИЕ ТОПЛИВА
У статті наведено результати випро#
бувань відцентрових фільтрів при влов#
люванні графітового та коксового пилу.
Ефективність очищення газів від пилу у
відцентрових фільтрах на порядок більша,
ніж у циклонах.
В статье приведены результаты ис#
пытаний центробежных фильтров при
улавливании графитовой и коксовой
пыли. Эффективность очистки газов от
пыли в центробежных фильтрах на поря#
док больше, чем в циклонах.
The results of tests of centrifugal filters
in catching graphite and coke dust are pre#
sented. The efficiency of cleaning of gases
from dust in centrifugal filters is by an order
of magnitude than higher in cyclones.
УДК621.928.9
СЕРЕБРЯНСКИЙ Д.А.1, НОВАКОВСКИЙ Е.В.2
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”
ОЧИСТКА ГАЗОВ ОТ ПЫЛИ
В ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ФИЛЬТРАХ
dч– диаметр частицы;
n – количество каналов в центробежном фильтре;
t – температура газа;
ε – коэффициент уноса;
η – коэффициент улавливания.
|