К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС
В лаборатории молекулярной физики ННЦ ХФТИ проведено изучение возможного влияния на аэродинамические характеристики адсорберов типа АУ-1500 усадки и механического износа адсорбента марки СКТ-3, используемого в адсорбере, при длительной прокачке через него воздуха....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 1999 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
1999
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79583 |
| 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: | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС / Л.И. Федорова, П.Я. Полтинин, Л.В. Карнацевич, М.А. Хажмурадов, С.О. Лысцов // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 118-119. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859904830201397248 |
|---|---|
| author | Федорова, Л.И. Полтинин, П.Я. Карнацевич, Л.В. Хажмурадов, М.А. Лысцов, С.О. |
| author_facet | Федорова, Л.И. Полтинин, П.Я. Карнацевич, Л.В. Хажмурадов, М.А. Лысцов, С.О. |
| citation_txt | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС / Л.И. Федорова, П.Я. Полтинин, Л.В. Карнацевич, М.А. Хажмурадов, С.О. Лысцов // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 118-119. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | В лаборатории молекулярной физики ННЦ ХФТИ проведено изучение возможного влияния на аэродинамические характеристики адсорберов типа АУ-1500 усадки и механического износа адсорбента марки СКТ-3, используемого в адсорбере, при длительной прокачке через него воздуха.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:58:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
Р а з д е л ш е с т о й
Р А З Н О Е
УДК 519.711
К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных
адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС
Л.И.Федорова, П.Я.Полтинин, Л.В.Карнацевич, М.А.Хажмурадов, С.О.Лысцов
ННЦ ХФТИ, г. Харьков, ЗАЭС, г. Энергодар
1. ВВЕДЕНИЕ
Опыт работы систем вентиляции контролируемой
зоны ЗАЭС свидетельствует о том, что в процессе
эксплуатации угольных йодных адсорберов типа
АУ-1500, входящих в состав всех систем вентиляции
АЭС, наблюдается не нормативный рост в 10−12 раз
аэродинамического сопротивления адсорбера на
протяжении 8–20 месяцев. Это приводит к резкому
падению производительности вентиляционных систем
АЭС и создает угрозу радиационного загрязнения
рабочих помещений станции. Проводившийся в
течение нескольких лет на ЗАЭС анализ причин роста
аэродинамического сопротивления адсорберов типа
АУ-1500, обследование их узлов, а также физико−
химических параметров адсорбента однозначно не
выявили причин возрастания аэродинамического
сопротивления адсорберов с течением времени. В
лаборатории молекулярной физики ННЦ ХФТИ
проведено изучение возможного влияния на
аэродинамические характеристики адсорберов типа
АУ-1500 усадки и механического износа адсорбента
марки СКТ-3, используемого в адсорбере, при
длительной прокачке через него воздуха.
2. РАСЧЕТ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО
СОПРОТИВЛЕНИЯ АДСОРБЕРА В РАМКАХ
КАПИЛЛЯРНОЙ МОДЕЛИ
Исходя из опыта разработки и эксплуатации
динамических адсорбционных систем в ННЦ ХФТИ
[1,2] и анализа литературных данных можно
утверждать, что при длительной эксплуатации
адсорберов необходимо считаться с ростом их
аэродинамического сопротивления в результате
уплотнения слоя при усадке и появления в нем мелких
пылевидных фракций, которые связаны с износом
материала адсорбента. По опубликованным данным
сопро-тивление может возрастать с течением времени
в несколько раз. Величина роста сопротивления
зависит от конструкции адсорбера, режимов его
эксплуатации и механических свойств адсорбентов.
Для анализа роли указанных факторов на
аэродинамическое сопротивление адсорбера была
использована капиллярная модель адсорбционного
слоя. В этой модели все свободное пространство,
через которое проходит поток газа, представляется в
виде системы одинаковых цилиндрических каналов.
Для каждой конкретной среды задача сводится к
правильному выбору эффективной длины и
диаметра канала. В нашем случае все гранулы
адсорбента рассматривались как шарики одинакового
диаметра равного 1,5 мм. Как следует из
геометрических представлений, например, для случая
плотной упаковки шариков, число каналов в два раза
превышает количества гранул адсорбента. Длина
каждого канала принималась равной высоте засыпки
адсорбента 300 мм.
Из оценки степени турбулентности потока воздуха,
проходящего через каждый канал, проведенной с
использованием критерия Рейнольдса, характер
потока остается ламинарным для его типичных
значений, составляющих 500−2000 м3/час.
Перепад давлений на адсорбере для ламинарного
потока можно вычислить, используя закон Пуазейля.
Для величин потоков воздуха: 500, 1000, 1500 и 2000
м3/час расчет дает значения перепада давления,
равные соответственно 380, 760, 1150 и 1500 Па, что
достаточно хорошо согласуется с исходными завод
скими данными для не работавших адсорберов (340,
880, 1570 и 2450 Па). Это свидетельствует о
достаточной адекватности выбранной нами модели
описания аэродинамики угольного адсорбера.
3. УСАДКА АДСОРБЕНТА
При эксплуатации любого адсорбера, в котором
используется насыпной адсорбент, происходит
усадка (уплотнение) этого адсорбента.
Следовательно, высота слоя адсорбента и его
пористость уменьшаются. Расчет в рамках
капиллярной модели показывает, что эффективный
диаметр канала уменьшается линейно с
уменьшением высоты слоя. Макси-мальные значения
сопротивления достигаются при плотной упаковке
шариков (гранул адсорбента). При такой упаковке
относительное уменьшение высоты слоя составляет
118
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ 1999, № 1.
СЕРИЯ: ЯДЕРНО−ФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ (33).
15%. Аэродинамическое сопротивление слоя
адсорбента, при плотной упаковке круглых гранул,
по сравнению с исходным значением может вырасти в
4−8, но не в 10−12 раз, как наблюдается на практике.
Более того, гранулы далеки по форме от идеально
круглых шариков. Специальные эксперименты на
вибростенде показали, что относительное уменьшение
высоты слоя даже при длительной вибрационной
нагрузке не превышает 4%. Таким образом, ясно, что
учет только усадки адсорбента не может объяснить
реального роста сопротивления угольных фильтров.
Отдельно нужно остановиться на влиянии формы
гранул. Дело в том, что если бы гранулы имели
форму идеально одинаковых цилиндриков, то
возможно такое правильное расположение гранул в
горизонтальном слое, когда аэродинамическое
сопротивление слоя станет практически равным
бесконечности. Оставаясь в рамках простых моделей,
трудно оценить возможность возникновения
подобной ситуации, однако некоторую роль таких
эффектов утруски адсорбента исключить нельзя.
4. МЕХАНИЧЕСКОЕ ИСТИРАНИЕ
АДСОРБЕНТА И ЗАПЫЛЕНИЕ АДСОРБЕРА
При эксплуатации адсорбера, как бы сильно
прижимная решетка не сжимала слой адсорбента, все
равно происходит взаимное движение гранул и
истирание их поверхности. Степень такого истирания
зависит от механических свойств адсорбента,
эффективности работы прижимной решетки, режимов
протекания воздуха, возможности толчков давления.
Образующаяся при этом мелкая пылевидная фракция
материала гранул может, в определенной мере,
накапливаться между гранулами или в отдельных
местах адсорбера. Наличие пылевидной фракции
может существенно повлиять на аэродинамическое
сопротивление фильтров. На возможность описанных
явлений указывают следующие факты. Пылевидная
фракция наблюдалась на выходе из адсорбера в
трубопроводах и арматурных элементах. На
поверхности гранул отработанного адсорбента в
оптическом микроскопе хорошо виден слой
прилипших пылевидных частиц, которого нет на
гранулах неиспользовавшегося адсорбента марки
СКТ-3 (возможный механизм такого налипания мы
рассмотрим позже). Анализ влияния наличия
пылевидной фракции на аэродинамическое
сопротивление фильтров в рамках описанной выше
капиллярной модели можно свести к изменению
эффективного диаметра шаровидных гранул в
результате налипания пылевидного слоя. Отметим,
что поскольку диаметр частиц пыли очень мал (около
3 мкм), то пористостью пылевого слоя можно
пренебречь, рассматривая его, как сплошной
материал.
Согласно полученным расчетным данным
одновременное действие усадки и запыления
адсорбента может приводить к значительному
увеличению его аэродинамического сопротивления. В
частности, увеличение сопротивления в 10 раз
достигается при увеличении эффективного диаметра
гранул за счет налипания пыли на 110−170 мкм (т.е.
на 7 - 11%).
Механизм удержания пыли на поверхности гранул
может быть связан не только с механической
адгезией, но и с эффектами электризации пылинок и
гранул в процессе истирания адсорбента. Об этом
свидетельствуют экспериментальные данные.
5. ВЫВОДЫ
Таким образом, в настоящей работе показано, что
при эксплуатации угольных адсорберов в них
образуется пылевидная фракция материала
адсорбента, за счет истирания поверхности гранул.
Такая фракция, очевидно, накапливается на
поверхности гранул, а возможно, и создает где-то
мелкодисперсные прослойки. И то, и другое может
вызвать значительное увеличение аэродинамического
сопротивления фильтра. Причины повышенного
истирания адсорбента и накопления пыли могут быть
различны: это неправильная работа прижимной
решетки, недостаточная механическая прочность
адсорбента, неоптимальный режим работы адсорбера
по величине расхода воздуха, охрупчивание
адсорбента в результате взаимо-действия с химически
активными примесями в воз-духе.
Результаты проведенной работы свидетельствуют
о том, что основными причинами повышения
аэродинамического сопротивления угольных йодных
фильтров типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС
являются усадка и механическое истирание гранул
углеродного гранулированного адсорбента марки
СКТ-3. Экспериментальные исследования помогут
выявить механизмы истирания гранул и найти
способы ликвидации этого явления.
Литература
1. Колобродов В.Г., Шейнина А.А., Карнацевич
Л.В., Григорова Т.К., Воробьева В.П.,
Хажмурадов М.А. Химическая промышлен−
ность, 1995, №2, с. 38-42.
2. Дракин В.И., Карнацевич Л.В., Колобродов В.Г.,
Першин В.Л. Хажмурадов М.А., Шейнина А.А.
Химическая промышленность, 1997, №2, с. 62-68.
Статья поступила: в редакцию 25 мая 1998 г.,
в издательство 1 июня 1998 г.
119
1. ВВЕДЕНИЕ
2. Расчет аэродинамического сопротивления адсорбера в рамках капиллярной модели
3. Усадка адсорбента
4. Механическое истирание адсорбента и запыление адсорбера
5. Выводы
Литература
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-79583 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:58:57Z |
| publishDate | 1999 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Федорова, Л.И. Полтинин, П.Я. Карнацевич, Л.В. Хажмурадов, М.А. Лысцов, С.О. 2015-04-03T13:02:48Z 2015-04-03T13:02:48Z 1999 К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС / Л.И. Федорова, П.Я. Полтинин, Л.В. Карнацевич, М.А. Хажмурадов, С.О. Лысцов // Вопросы атомной науки и техники. — 1999. — № 1. — С. 118-119. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79583 519.711 В лаборатории молекулярной физики ННЦ ХФТИ проведено изучение возможного влияния на аэродинамические характеристики адсорберов типа АУ-1500 усадки и механического износа адсорбента марки СКТ-3, используемого в адсорбере, при длительной прокачке через него воздуха. ru Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Разное К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС Article published earlier |
| spellingShingle | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС Федорова, Л.И. Полтинин, П.Я. Карнацевич, Л.В. Хажмурадов, М.А. Лысцов, С.О. Разное |
| title | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС |
| title_full | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС |
| title_fullStr | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС |
| title_full_unstemmed | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС |
| title_short | К вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа АУ-1500 систем вентиляции АЭС |
| title_sort | к вопросу об изменении аэродинамических параметров угольных адсорберов типа ау-1500 систем вентиляции аэс |
| topic | Разное |
| topic_facet | Разное |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/79583 |
| work_keys_str_mv | AT fedorovali kvoprosuobizmeneniiaérodinamičeskihparametrovugolʹnyhadsorberovtipaau1500sistemventilâciiaés AT poltininpâ kvoprosuobizmeneniiaérodinamičeskihparametrovugolʹnyhadsorberovtipaau1500sistemventilâciiaés AT karnacevičlv kvoprosuobizmeneniiaérodinamičeskihparametrovugolʹnyhadsorberovtipaau1500sistemventilâciiaés AT hažmuradovma kvoprosuobizmeneniiaérodinamičeskihparametrovugolʹnyhadsorberovtipaau1500sistemventilâciiaés AT lyscovso kvoprosuobizmeneniiaérodinamičeskihparametrovugolʹnyhadsorberovtipaau1500sistemventilâciiaés |