Главная страница
Навигация по странице:

  • Теоретическая часть

  • Практическая часть

  • СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    		•

    Отчет по научной практике Повышение эффективности охлаждения оборотной воды на макете мини градирни. научная. Насадочные колонны находят широкое применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и др


    Скачать 157.35 Kb.
    НазваниеНасадочные колонны находят широкое применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и др
    АнкорОтчет по научной практике Повышение эффективности охлаждения оборотной воды на макете мини градирни
    Дата26.09.2022
    Размер157.35 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файланаучная.docx
    ТипРеферат
    #697739

    Содержание

    Введение………………………………………………………………………….
    3

    1. Теоретическая часть……………………………………………………….
    4

    2. Практическая часть………………………………………………………...
    5

    Заключение……………………………………………………………………….
    10

    Список литературы………………………………………………………………
    11


    Введение

    Насадочные колонны находят широкое применение в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и др. отраслях промышленности при проведении процессов абсорбции (хемосорбции), ректификации, жидкостной экстракции, охлаждения газов и жидкостей и газосепарации. К достоинствам насадочных колонн можно отнести высокую эффективность и широкий интервал устойчивой работы, сравнительно невысокую стоимость и простоту конструкций, небольшое гидравлическое сопротивление. Разные типы насадок используются в целях увеличения эффективности тепломассообменного процесса, расширение интервала устойчивой работы аппарата.

    Важной характеристикой градирни является производительность, в противном случае циркуляция жидкости в контуре будет меньше необходимой, и температура жидкости будет снижаться слишком медленно, в результате чего интенсивность и эффективность работы всей системы снизится. Экономичность в энергопотреблении – еще одно требование, которое является важным ввиду того, что зачастую эти устройства используются непрерывно на протяжении больших периодов времени.

    В рамках учебной практики рассматривается научно-исследовательский стенд градирни. Задачи практики:

    • установить плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч , скорость воздуха в колонне (в рассматриваемом диапазоне), снять показания с данного стенда для температуры воды на входе/выходе из установки, относительной влажности, перепада давления;

    • изменить плотность орошения на q=15,9 м3/м2·ч и скорость в колонне, повторно зафиксировать данные

    • рассчитать эффективность по воде и газу, скорость воздуха в колонне, коэффициенты массоотдачи и гидравлического сопротивления;

    • построить сравнительные графики

    • провести эксперимент для двух случаев: 1 – с регулярной насадкой из гладких труб, 2 – с регулярной гофрированной насадкой

    1. Теоретическая часть

    Насадочные контактные устройства широко используются для охлаждения газов, воды и жидкостей (преимущественно воды) воздухом или газами при непосредственном контакте фаз. Теплообмен при непосредственном контакте протекает гораздо эффективнее, чем в случае использования теплообменной аппаратуры, где противоточно движущиеся потоки разделены теплообменной поверхностью (стенкой). Термическое сопротивление этой стенки, а также загрязнений, неминуемо накапливающихся на обеих ее сторонах, снижают эффективность переноса тепла.

    Весьма существенно, что при непосредственном контакте фаз значительное количество тепла отбирается за счет испарения части жидкости в газовую фазу. Все это в совокупности обеспечивает высокую эффективность охлаждения. Однако это допустимо лишь в том случае, если технология позволяет насыщать газ парами жидкости. Такое насыщение вполне допустимо в случае испарительного охлаждения водооборотной воды в градирнях, где используются регулярные насадки. Наконец, об использовании насадок для охлаждения воды при ее непосредственном контакте с воздухом. Аппараты для осуществления такого рода теплообмена – испарительные градирни, оснащенные регулярной насадкой, в настоящее время широко используются во всех отраслях промышленности, где есть потребность в охлаждении оборотной воды. Лишь в очень небольшой доле промышленных градирен охлаждение воды осуществляется через стенку, разделяющую потоки. Такие «сухие» градирни используются преимущественно в южных регионах и в зоне пустынь, где вода в большом дефиците. В них же вода не теряется при испарении, но и по той же причине эффективность их существенно ниже, а капзатраты на изготовление значительно выше, т.к. на порядок выше их металлоемкость. Некоторая небольшая доля градирен, где осуществляется непосредственный контакт фаз, работает без насадки. Не имея устройств для развития поверхности контакта фаз в виде пленки жидкости, такие градирни допускают лишь незначительное охлаждение воды на 3÷5°С. Поэтому большинство градирен, где требуется охладить воду на 7, 10 и более градусов, оснащены оросительными устройствами, являющимися регулярной насадкой

    Схема установки градирни:



    Рис 1. – Научно-исследовательский стенд градирня: 1 – бак, 2 – насос, 3 - теплообменник, 4 - датчик перепада давления, 5 – расходомер, 6 - датчик относительной влажности воздуха, 7 – распыливатель, 8 –термопары, 9 - регулярная гофрированная насадка, 10 – корпус колонны, 11 – сетчатая опорная решетка, 12 –циркуляционный насос, 13 – расходомер по воздуху, 14 – газодувка.


    1. Практическая часть


    В данной практике мы рассматриваем научно-исследовательский стенд градирни с:

    1. гофрированной насадкой

    2. насадкой из гладких труб

    В обоих случаях будет использоваться сетчатая опорная решетка.

    Для начала устанавливается плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч, далее устанавливается скорость в колонне в диапазоне 0,5 – 1,8 м/с. Оставляем установку работать на 10 мин, после фиксируем параметры. Данные действия проводим также и для плотности орошения q=15,9 м3/м2·ч. Формулы для расчета основных показателей представлены ниже.

    Коэффициент полезного действия градирни (эффективность) по воде:



    где – температура воды на входе в градирню, С; – температура воды на выходе из градирни, С; – температура мокрого термометра на входе в градирню, С.

    Коэффициент полезного действия градирни (эффективность) по газу:



    где – энтальпия воздуха на входе, Дж/кг. сух. возд.; – энтальпия воздуха на выходе, Дж/кг. сух. возд.; – энтальпия воздуха при температуре на границе раздела фаз, Дж/кг.

    Объемный коэффициент массоотдачи β, кг/м3 с:



    где – тепловая мощность по воде, Вт; – средняя разность энтальпий, Дж/кг. сух. возд; – объем блока насадки, м3.

    Коэффициент гидравлического сопротивления насадки ξ:



    где – эквивалентный диаметр насадки, м ( ; – перепад давления воздуха в колонне, Па; – удельный свободный объем насадки, м3 /м3 ( высота насадки, м; плотность воздуха, кг/м3; скорость воздуха в колонне, м/с.

    Таблица 1 - Результаты расчета для насадки из гладких труб



    Таблица 2 - Результаты расчета для гофрированной насадки





    Рис 2. – График зависимости скорости в колонне w, м/с от эффективности по воде ( 1 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 2 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 3 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч гофрированная насадка, 4 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч гофрированная насадка)



    Рис 3. График зависимости скорости в колонне w, м/с от эффективности по газу ( 1 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 2 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 3 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч гофрированная насадка, 4 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч гофрированная насадка)



    Рис 4. – График зависимости скорости в колонне w, м/с от коэффициента массоотдачи β ( 1 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 2 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 3 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч гофрированная насадка, 4 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч гофрированная насадка)



    Рис 5. – График зависимости скорости в колонне w, м/с от от коэффициента гидравлического сопротивления ξ (1 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 2 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч насадка из гладких труб, 3 – плотность орошения q=12,4 м3/м2·ч гофрированная насадка, 4 – плотность орошения q=15,9 м3/м2·ч гофрированная насадка)

    Заключение

    В ходе эксперимента были сделаны следующие выводы:

    • величина коэффициента эффективности по воде при использовании гофрированной насадки больше чем при использовании насадки с гладкими трубами, и с увеличением скорости воздуха в колонне плавно возрастает.

    • величина коэффициента эффективности по газу при использовании гофрированной насадки больше чем при использовании насадки с гладкими трубами , и с увеличением скорости воздуха в колонне плавно снижается

    • величина коэффициента массоотдачи β значительно больше при использовании гофрированной насадки

    • величина коэффициента гидравлического сопротивления ξ меньше при использовании насадки из гладких труб

    Также анализ графиков показывает, что наиболее эффективная работа градирни наблюдается при плотности орошения q=12,4 м3/м2·ч и использовании гофрированной насадки. По графикам на рис.2 и рис.4 можно увидеть, что коэффициент эффективности по воде и коэффициент массоотдачи β имеют достаточно большие значения. Также коэффициент гидравлического сопротивления ξ при данных параметрах не слишком высокий, следовательно энергозатраты не будут повышаться.

    Использование регулярной гофрированной насадки приводит к интенсификации массоотдачи, увеличению площади контакта фаз, что способствует более эффективному процессу охлаждения. Из сказанного выше следует, что более равномерное распределение жидкости и газовой фазы, более полное использование геометрической поверхности насадки, а также более полное обновление поверхности контакта фаз, ведущее в конечном итоге к повышению эффективности массопереноса, обеспечивается гофрированной насадкой.

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Шарапов В.И., Пазушкина О.В., Кудрявцева Е.В. Энергоэффективный способ

    низкотемпературной деаэрации подпиточной воды теплосети на ТЭЦ // Теплоэнергетика.2016. №1. С. 59

    2. Leduhovsky G.V., Gorshenin S.D., Vinogradov V.N., Barochkin E.V., Korotkov A.A.

    Predicting the indicators characterizing the water decarbonization efficiency when using

    atmospheric-pressure thermal deaerators without subjecting water to steam bubbling in the deaerator tank // Thermal Engineering. 2015. Т. 62. № 7. С. 526-533.

    3. Larin B.M., Bushuev E.N., Larin A.B., Karpychev E.A., Zhadan A.V. Improvement of water treatment at thermal power plants // Thermal Engineering. 2015. Т. 62. № 4. С. 286-292.

    написать администратору сайта