Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе
Предложено критериальное уравнение для определения коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе теплоутилизационного контура парогазовых установок. Определена граница эффективного использования конденсатора. Запропоновано критеріальн...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61374 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе / В.И. Шкляр, В.В. Дубровская, В.В. Задвернюк // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 1. — С. 84-87. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859480335169880064 |
|---|---|
| author | Шкляр, В.И. Дубровская, В.В. Задвернюк, В.В. |
| author_facet | Шкляр, В.И. Дубровская, В.В. Задвернюк, В.В. |
| citation_txt | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе / В.И. Шкляр, В.В. Дубровская, В.В. Задвернюк // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 1. — С. 84-87. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Предложено критериальное уравнение для определения коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе теплоутилизационного контура парогазовых установок. Определена граница эффективного использования конденсатора.
Запропоновано критеріальне рівняння для визначення коефіцієнта ефективності тепломассообміну при конденсації пари з парогазової суміші в контактному конденсаторі теплоутилізаційного контуру парогазових установок. Визначено границю ефективного використання конденсатора.
Criterial equation for the efficiency factor of heat and mass transfer during steam condensation from steam-gas mixture in direct contact condenser of heat utilization system steam and gas generating units is offered. The limit of effective usage of condenser is determined.
|
| first_indexed | 2025-11-24T11:50:45Z |
| format | Article |
| fulltext |
Одним из перспективных направлений полу;
чения тепловой и электрической энергии являет;
ся использование парогазовых установок (ПГУ).
Повышение эффективности работы установок
можно достичь путем использования в качестве
теплообменного оборудования в теплоутилиза;
ционном контуре контактных конденсаторов с
сетчатыми насадками для охлаждения и конден;
сации пара из парогазовой смеси. Применение
контактного аппарата позволяет снизить темпе;
ратурный перепад в конденсаторе, что приводит
к уменьшению габаритов и металлоемкости теп;
лообменника. При этом в контактном конденса;
торе генерируется дополнительная вода, образу;
ющаяся при сжигании водорода, находящегося в
топливе, и происходит абсорбционная очистка
уходящих газов от оксидов азота и углерода.
При проектировании и эксплуатации тепло;
утилизирующего контура с контактными тепло;
обменниками необходимо иметь зависимость,
которая позволяет определять условия достиже;
ния максимальной эффективности процессов
тепломассообмена при заданных начальных па;
раметрах теплоносителей. В литературных источ;
никах рассматривается большое количество тех;
нико;экономических показателей, анализ
которых свидетельствует об отсутствии в них
единого методологического подхода к оценке
эффективности теплообменников.
В контактном конденсаторе одновременно
протекают два процесса: охлаждение парогазо;
вой смеси и нагрев охлаждающей жидкости. Учи;
тывая это, коэффициент эффективности тепло;
массообмена определяется произведением
84 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 1
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Запропоновано критеріальне рівнян)
ня для визначення коефіцієнта ефектив)
ності тепломассообміну при конденсації
пари з парогазової суміші в контактному
конденсаторі теплоутилізаційного конту)
ру парогазових установок. Визначено
границю ефективного використання
конденсатора.
Предложено критериальное уравне)
ние для определения коэффициента
эффективности тепломассообмена при
конденсации пара из парогазовой сме)
си в контактном конденсаторе тепло)
утилизационного контура парогазовых
установок. Определена граница эффек)
тивного использования конденсатора.
Criterial equation for the efficiency factor
of heat and mass transfer during steam
condensation from steam)gas mixture in
direct contact condenser of heat utilization
system steam and gas generating units is
offered. The limit of effective usage of con)
denser is determined.
УДК 536.423
ШКЛЯР В.И., ДУБРОВСКАЯ В.В., ЗАДВЕРНЮК В.В.
Национальный технический университет Украины “КПИ”
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЭФФЕКТИВНОСТИ
ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА ИЗ
ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ В КОНТАКТНОМ
КОНДЕНСАТОРЕ
d – влагосодержание;
dЭКВ – эквивалентный диаметр;
l/dЭКВ – геометрический фактор насадки;
Е – коэффициент эффективности тепломассооб;
мена;
G – плотность орошения;
G/W – коэффициент орошения;
I – энтальпия греющего теплоносителя;
l – высота насадки;
ПГУ – парогазовая установка;
W – скорость;
ПГС – парогазовая смесь.
Индексы
1 – вход;
2 – выход;
ОХЛ – охлаждение;
НАГР – нагревание.
коэффициента эффективности охлаждения па;
рогазовой смеси и коэффициента эффективнос;
ти нагрева охлаждающей жидкости [1]:
Е = ЕОХЛ · ЕНАГР, (1)
где ЕОХЛ = (I1 – I2) / (I1 – I(1)), ЕНАГР = (i2–i1) / (i(1)– i1);
I1, I2 и i1, i2 – энтальпии греющего и восприни;
мающего теплоносителей на входе и выходе; I(1) и
i(1) – энтальпии греющего теплоносителя при на;
чальной температуре воспринимающего и воспри;
нимающего при начальной температуре греющего.
Целью данной работы являлось определение
коэффициента эффективности тепломассообме;
на в контактном конденсаторе в зависимости от
геометрических характеристик и геометрическо;
го фактора насадки l/dЭКВ, параметров парогазо;
вой смеси и коэффициента орошения G/W.
Для решения данной задачи были обработа;
ны экспериментальные данные, полученные на
модели контактного конденсатора теплоутили;
зационного контура парогазовой установки.
Рассмотрен противоточный режим движения
парогазовой смеси и воды в сетчатых насадках
различной геометрии и при различных парамет;
рах рабочих сред [2].
В процессе подготовки и проведения опытов
было определено, что на процесс тепломассооб;
мена в контактных конденсаторах существенно
влияют: параметры горячего ( скорость W, влаго;
содержание d и теплофизические свойства веще;
ства) и холодного (плотность орошения G, тепло;
физические свойства вещества) теплоносителей,
а также геометрические характеристики насадки
(эквивалентный диаметр dЭКВ и высота l ).
Скорость сухих газов W относили к пустому
сечению контактной камеры конденсатора и оп;
ределяли по температуре газов на входе в аппарат.
Плотность орошения G определяли как отноше;
ние начального расхода воды к площади попе;
речного сечения контактной камеры.
Зависимости коэффициентов эффективности
тепломассообмена, охлаждения парогазовой
смеси и нагрева жидкости при контактной кон;
денсации парогазовой смеси от коэффициента
орошения при W = 1,7 м/c, d = 0,61 кг влаги /кг
сух. возд, l = 0,11м, dЭКВ = 0,043 м представлены
на рис.1.При рассмотрении только охлаждения
парогазовой смеси эффективность определяется
коэффициентом ЕОХЛ, при нагреве воды – ЕНАГР.
В случае, когда необходимо обеспечить эффек;
тивное охлаждение газов при оптимальном на;
греве воды, определяется коэффициент Е.
Из рис.1 видно, что существует оптимум коэффи;
циента орошения, при котором Е имеет максималь;
ное значение. Справа и слева от оптимума располага;
ются коэффициенты Е с одинаковым значением,
при этом коэффициенты орошения различны.
На рис. 2 представлена зависимость Е от G/W
для различных значений высот насадки l при
dЭКВ = 0,043 м. Из рисунка видно, что увеличение
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 1 85
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Рис.1. Зависимость коэффициентов
интенсивности тепломассообмена от
коэффициента орошения.
– Е; – ЕНАГР ; – ЕОХЛ ;
Рис. 2. Зависимость коэффициента
интенсивности тепломассообмена Е
от коэффициента орошения при различных
высотах насадки l:
– l = 0,11 м; – l = 0,04 м;
– l = 0,155 м; – l = 0,08 м.
высоты насадки приводит к росту коэффициента
эффективности процесса тепломассообмена Е.
При этом максимальное значения Е при высотах
l = 0,11 м и l = 0,155 м практически одинаково.
Это свидетельствует о существовании максималь;
ного коэффициента эффективности тепломассо;
обмена при оптимальном отношении l/ dЭКВ, по;
сле которого значение Е начинает падать.
Влияние влагосодержания и скорости ПГС на
коэффициент эффективности тепломассообмена
показано на рис. 3 и рис. 4. Увеличение d и W
приводит к возрастанию максимального значе;
ния Е на всем промежутке изменения их значе;
ний. Кроме этого, возрастает и коэффициент оро;
шения, т.к. требуется большее количество
охлаждающей жидкости для протекания процес;
са охлаждения и конденсации ПГС.
По графическим зависимостям рис. 2–4,
имеющим явно выраженные максимумы, были
определены значения коэффициента орошения
(G/W), соответствующие максимальному зна;
чению коэффициента эффективности тепло;
массообмена при различных начальных пара;
метрах.
Обобщение полученных данных позволило
получить графическую зависимость коэффици;
ента эффективности тепломассообмена в кон;
тактном конденсаторе с сетчатой насадкой теп;
лоутилизационного контура ПГУ от коэффици;
ента орошения, влагосодержания парогазовой
смеси и геометрического фактора насадки для
всего диапазона изменения l/dЭКВ (рис. 5) и
функциональную зависимость для возрастающей
области кривой при l/dЭКВ ≤ 32.
. (2)
Из полученных зависимостей видно, что ин;
тенсивность тепломассообмена возрастает с уве;
личением геометрического фактора и достигает
максимума при его величине около 30, а затем
уменьшается. Граница эффективного использова;
ния конденсатора лежит в пределах изменения
l/dЭКВ = 28–32. Дальнейшее увеличение геометри;
ческого фактора приводит к увеличению массога;
баритных показателей аппарата при той же эф;
фективности, что и при низких значениях l/dЭКВ.
В обобщенной зависимости отсутствуют вели;
чины, характеризующие теплофизические свой;
ства контактирующих веществ и температурный
фактор [3]. Это объясняется тем, что в экспери;
менте использовались только смесь водяного па;
ра с воздухом и для охлаждения водопроводная
вода. Начальные температурные параметры на
входе теплоносителей не изменялись согласно
0,3880,3
0,15G lE d
W d
⎛ ⎞⎛ ⎞= ⋅ ⋅⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ЭКВ
86 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 1
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Рис. 3. Зависимость коэффициента
интенсивности теплообмена Е от коэффициента
орошения при различных скоростях W:
– W = 3,4 м/с; d = 0,6 кг/кг;
– W = 2,3 м/с; d = 0,6 кг/кг;
– W = 1,7 м/с; d = 0,6 кг/кг.
Рис. 4. Зависимость коэффициента
интенсивности тепломассообмена от
коэффициента орошения при различном
влагосодержании d.
– W = 3,4 м/с; d = 1,1 кг/кг;
– W = 2,3 м/с; d = 0,6 кг/кг;
– W = 1,7 м/с; d = 0,43 кг/кг.
условиям моделирования процессов, происходя;
щих в конденсаторе работающей ПГУ.
В отличие от работы [1] в обобщающую фор;
мулу было введено начальное влагосодержание
парогазовой смеси. В наших опытах оно изменя;
лось в диапазоне d = 0,29 – 1,5 кг влаги/кг сух.
возд. при W = 1,2 – 3,4 м/с, G = 0,9 – 175 т/(м2ч),
а в работе [1] d = 0,11 – 0,13 кг влаги /кг сух. возд.
W = 1,1 – 2,3 м/с, G = 8 – 15 т/(м2ч). Более высо;
кие скорости парогазового потока и плотности
орошения объясняются использованием регу;
лярных сетчатых насадок с малым гидравличес;
ким сопротивлением, у которых более высокие
скорости захлебывания по сравнению с насып;
ными. Кроме этого, сетчатые насадки обладают
большей смоченной поверхностью при тех же ге;
ометрических факторах, что способствует повы;
шению интенсивности тепломассообменных
процессов, и тем самым смещается оптимум про;
цесса в сторону меньших значений геометричес;
кого фактора (l/dЭКВ = 35 [1]).
По результатам представленной работы можно
сделать следующие выводы:
1. На интенсивность процесса тепломассо;
обмена существенное влияние оказывают факто;
ры: W, G, d.
2. Имеется оптимальное значение l/dЭКВ = 30,
при котором Е имеет самое большое значение.
3. Получена обобщающая зависимость для
определения Е.
4. Подтверждено преимущество сетчатых
насадок по сравнению с насыпными.
Полученная обобщенная зависимость для оп;
ределения Е может быть использована для про;
ектирования и сравнения тепломассообменных
аппаратов контактного типа. В дальнейшем пла;
нируется проведение исследований в различных
температурных диапазонах, а также изменение
геометрии насадки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дикий Н.А., Дубровская В.В., Шкляр В.И.
Исследование контактного конденсатора для
теплоутилизационного контура КГПТУ //
Промышленная теплотехника. – 2001. – Т. 23. – .
№ 4–5. – С. 81 – 83.
2. Пресич Г.А. Коэффициент эффективности
теплообмена в контактных аппаратах // Промы;
шленная теплотехника. – 1985. – Т. 7. – № 1.– С.
33–35.
Получено 03.10.2005 г.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2006, т. 28, № 1 87
ТЕРМОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ ПЕРЕНОСА
Рис. 5. Обобщающая зависимость коэффициента
тепломассообмена от геометрического фактора
насадки.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61374 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T11:50:45Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Шкляр, В.И. Дубровская, В.В. Задвернюк, В.В. 2014-05-04T15:50:51Z 2014-05-04T15:50:51Z 2006 Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе / В.И. Шкляр, В.В. Дубровская, В.В. Задвернюк // Промышленная теплотехника. — 2006. — Т. 28, № 1. — С. 84-87. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61374 536.423 Предложено критериальное уравнение для определения коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе теплоутилизационного контура парогазовых установок. Определена граница эффективного использования конденсатора. Запропоновано критеріальне рівняння для визначення коефіцієнта ефективності тепломассообміну при конденсації пари з парогазової суміші в контактному конденсаторі теплоутилізаційного контуру парогазових установок. Визначено границю ефективного використання конденсатора. Criterial equation for the efficiency factor of heat and mass transfer during steam condensation from steam-gas mixture in direct contact condenser of heat utilization system steam and gas generating units is offered. The limit of effective usage of condenser is determined. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Термодинамика и процессы переноса Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе Determination of the efficiency factor of heat and mass transfer during steam condensation from a steam and gas mixture in a direct-contact condenser Article published earlier |
| spellingShingle | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе Шкляр, В.И. Дубровская, В.В. Задвернюк, В.В. Термодинамика и процессы переноса |
| title | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе |
| title_alt | Determination of the efficiency factor of heat and mass transfer during steam condensation from a steam and gas mixture in a direct-contact condenser |
| title_full | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе |
| title_fullStr | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе |
| title_full_unstemmed | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе |
| title_short | Определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе |
| title_sort | определение коэффициента эффективности тепломассообмена при конденсации пара из парогазовой смеси в контактном конденсаторе |
| topic | Термодинамика и процессы переноса |
| topic_facet | Термодинамика и процессы переноса |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61374 |
| work_keys_str_mv | AT šklârvi opredeleniekoéfficientaéffektivnostiteplomassoobmenaprikondensaciiparaizparogazovoismesivkontaktnomkondensatore AT dubrovskaâvv opredeleniekoéfficientaéffektivnostiteplomassoobmenaprikondensaciiparaizparogazovoismesivkontaktnomkondensatore AT zadvernûkvv opredeleniekoéfficientaéffektivnostiteplomassoobmenaprikondensaciiparaizparogazovoismesivkontaktnomkondensatore AT šklârvi determinationoftheefficiencyfactorofheatandmasstransferduringsteamcondensationfromasteamandgasmixtureinadirectcontactcondenser AT dubrovskaâvv determinationoftheefficiencyfactorofheatandmasstransferduringsteamcondensationfromasteamandgasmixtureinadirectcontactcondenser AT zadvernûkvv determinationoftheefficiencyfactorofheatandmasstransferduringsteamcondensationfromasteamandgasmixtureinadirectcontactcondenser |