автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Теплоперенос и гидродинамика при подготовке воды энергетических установок методом дистилляции

На правах рукописи

МИХАЛКИНА ГУЛЬНАРА САЛИХОВНА

ТЕПЛОПЕРЕНОС И ГИДРОДИНАМИКА ПРИ ПОДГОТОВКЕ ВОДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК МЕТОДОМ ДИСТИЛЛЯЦИИ

05 14 04 — Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ооз 161537-

Казань 2007

Диссертация выполнена в Исследовательском центре проблем энергетики Казанского научного центра Российской академии наук

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор,

Николаев Николай Алексеевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор,

Михеев Николай Иванович

доктор технических наук, профессор,

Лаптев Анатолий Григорьевич

Ведущая организация

ОАО "КуйбышевАзог г Тольятти

Защита диссертации состоится « 9 » ноября 2007 г в 16 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 022 004 01 при Казанском научном центре Российской академии наук в зале заседания Ученого совета Исследовательского центра проблем энергетики КазНЦ РАН по адресу г Казань, у л Файзи, д 14а

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского научного центра Российской академии наук Автореферат диссертации представлен на сайте www energo knc ru

Автореферат разослан « 9 » октября 2007г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 022 004 01, к т н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Высокие требования к качеству воды энергетических установок промышленных предприятий предполагают разнообразные подходы к решению этой задачи Подготовка воды для энергетических установок включает очистку от грубодисперных и тонкодисперсных веществ, а также от растворимых примесей, и организуется в несколько этапов - предварительная очистка и окончательная очистка

Для окончательной очистки воды от растворимых компонентов применяют химические, физические и термические методы

Методы химической и физической очистки, обладая высокой эффективностью, имеют высокие капитальные и эксплуатационные затраты

В результате анализа технико-экономических и экологических показателей различных методов очистки было установлено, что наиболее перспективным методом подготовки воды для энергетических установок промышленных предприятий является дистилляционный, который обеспечивает получение воды требуемого качества, обладает более высокой экономической эффективностью и экологичностью

В настоящее время, процесс дистилляции осуществляется, в основном, в режиме пузырькового кипения Однако наиболее перспективным является режим дисперсно-пленочного кипения, позволяющий значительно интенсифицировать процесс теплопереноса

Вместе с тем, дисперсно-пленочное течение в условиях сильного взаимодействия фаз пока не нашло промышленного применения по причине отсутствия надежных экспериментальных данных, позволяющих создать научно-обоснованную методику расчета и организации технологического процесса

Поэтому, теоретическое и экспериментальное исследование гидродинамики и теплопереноса в дистилляционных установках, использующих пленочное испарение в условиях сильного взаимодействия фаз представляется актуальным

Цель и задачи исследований- Комплексное экспериментальное и теоретическое исследование теплопереноса и гидродинамики дисперсно-пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз с целью создания научно-обоснованной методики расчета дистилляционных установок

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи

- экспериментальное исследование динамики дисперсно-пленочного течения двухфазного потока в условиях сильного взаимодействия фаз, в том числе волновых характеристик и образование дисперсной фазы,

- разработка математической модели взаимодействия дисперсной фазы с пленкой жидкости,

- исследование теплообмена при дисперсно-пленочном течении двухфазного потока в условиях сильного взаимодействия фаз, в том числе влияние характера волнообразования и дисперсной фазы на теплообмен,

- разработка рекомендаций для создания промышленного варианта дистилляционных установок, обладающих повышенной эффективностью использования тепловой энергии

Научная новизна работы заключается в том, что автором

- установлены закономерности изменения гидродинамических характеристик дисперсно-пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз в широком диапазоне нагрузок и физических свойств,

- экспериментально определены коэффициенты теплоотдачи в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз,

- представлена и обоснована методика расчета коэффициентов теплоотдачи в пленке жидкости,

- разработана математическая модель процесса взаимодействия капель с поверхностью пленки жидкости

Представлены рекомендации для расчета дистилляционных установок, использующих пленочное испарение в условиях сильного взаимодействия фаз Практическая значимость:

На основе комплекса выполненных экспериментальных и теоретических исследований разработаны рекомендации по созданию и представлен промышленный вариант дистилляционных установок, работающих в режиме сильного взаимодействия фаз, новизна которых подтверждена патентами РФ На защиту выносятся.

- результаты экспериментального исследования закономерностей гидродинамики дисперсно-пленочного течения двухфазного потока в условиях сильного взаимодействия фаз,

- результаты исследования теплообмена в пленке жидкости,

- математическая модель взаимодействия дисперсной фазы с пленкой жидкости,

- конструкции и схемы дистилляционных установок, характеризующиеся повышенной эффективностью использования тепловой энергии,

Личное участие. Все результаты получены лично автором под руководством д т н , профессора Николаева Н А

Апробация работы Основные положения и результаты работы докладывались на международных, региональных и отраслевых симпозиумах и конференциях, в том числе на ежегодных Общероссийских конференциях молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (Казань, 2004-2007гг), ежегодных Итоговых научных конференциях Казанского научного центра Российской академии наук (Казань 2006-2007гг), Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-19», (Воронеж, 2006г), V Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН В Е Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, 2006г)

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе - 5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, а

также 6 статей в периодических научных изданиях, 1 монография, 2 патента и тезисы конференций

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 120 страницах и состоит из введения, пяти глав, выводов по результатам работы и списка литературы Работа содержит 33 рисунка и 7 таблиц, список использованной литературы включает 152 наименования

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. Во введении обоснована актуальность и практическая значимость работы, сформулированы задачи исследования

В первой главе представлен технико-экономический анализ различных методов подготовки воды для энергетических установок и показано, что наиболее перспективным и экономически выгодным является метод дистилляционной очистки, позволяющий максимально сократить капитальные и эксплуатационные затраты за счет использования ВЭР Среди различных режимов дистилляции наиболее эффективным является пленочное испарение в условиях сильного взаимодействия фаз

Во второй главе выполнен анализ и оценка методов исследования гидродинамических характеристик пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз Доказано, что наиболее точным и воспроизводимым методом исследования волновых характеристик пленки жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз является метод локальной электропроводности, рис 1

Рис 1 Схема установки для измерения волновых параметров пленки

1 - рабочие электроды

2 - источник питания

3 - потенциометр, 4 - >силитель 5 - стабилизированный источник питания УИП-1 6 - шлейфовый осциплограф Н-700 7 - выпрямитель 8 - контрольный миллиамперметр, 9 - тарировочная ячейка 10 - микрометрический винт

Исследование волновых характеристик пленочного течения двухфазного потока в условиях сильного взаимодействия фаз проводилось на системе воздух-вода в изотермических условиях при температуре взаимодействующих сред 20 ± 0,5 °С Опытная установка состояла из рабочею канала, представляющего собой стеклянную калиброванную трубку диаметром 16 8 мм и длиной 200 мм, узлов ввода и отвода жидкости и газа, систем регулирования и измерения расходов фаз и поддержания постоянной температуры потоков

.220 8 ~ 220 Е

ф-

И.

5 7

4 6

Среднерасходная скорость воздуха в опытах изменялась от 14 до 55 м/с, а плотность орошения от 0,3 до 3,2 м3/м час

При дисперсно-пленочном течении двухфазного потока образуется большое количество капель, срываемых сплошной фазой с гребней волн, которые распространяются по сечению канала

В связи с этим выполнена оценка экспериментальных методов измерения дисперсной составляющей двухфазного потока и предложен в качестве наиболее приемлемого метод изокинетического зонда

Исследование содержания дисперсной фазы проводилось на системе воздух-вода в изотермических условиях при температурах взаимодействующих сред 20 ± 0,5 °С Опытная установка состояла из рабочего канала, представляющего собой стеклянную калиброванную трубку диаметром 20 мм и длиной 100, 200, 300, 400, 500, 600, 900 мм, узлов ввода и отвода жидкости и газа, систем регулирования и измерения расходов фаз и поддержания постоянной температуры потоков Содержание дисперсной фазы в потоке газа измерялось пробоотборником с внутренним диаметром канала 1,9 мм

В третьей главе представлены результаты исследования динамики дисперсно-пленочного течения двухфазного потока

\ V4 лУ ^тах ш ГА/ V

нулевая линия

Рис 2 Осциллограмма, полученная при использовании трех последовательно установленных датчиков

Рис 3 Распредепение относительной амплитуды both при W = 28,1 м/с q = 1 1 м3/м ч 1 - волны ряби 2 - крупные воины 3 - вочны возмущения

Полученные осциллограммы, рис 2, показали, что поверхность пленки жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз покрыта комплексной системой волн, включающей волны ряби, крупные волны и волны возмущения, которые оказывают определяющее влияние на теплоперенос в пленке жидкости за счет интенсивного поперечного перемешивания жидкости, рис 3

Относительная амплитуда выделенных типов волн рассчитывалась по методике, предложенной академиком Капицей П Л

^гаач + 5 (1)

где 5тах, 8тт - толщина пленки на гребне волны и во впадине

Значения частоты различных типов волн рассчитывались по выражению f = v/b, 1/сек (2)

где V - скорость протяжки пленки осциллографа, Ь - расстояние на осциллограмме между двумя соседними гребнями рассматриваемого типа волн Относительная фазовая скорость волн определялась из соотношения 2 = ю/ Ц, (3)

где и = ц/а - средняя скорость течения пленки жидкости, м/сек, я - плотность

орошения, м2/сек, а - средняя толщина пленки жидкости, определяемая путем планиметрирования осциллограмм, м

В каждом гидродинамическом режиме производилось 120-150 измерений характеристик отдельных волн

Результаты статистической обработки осциллограмм позволили получить зависимости амплитуды, частоты и фазовой скорости волн от расходных параметров, рис 4-9

а 08 07 ое 0,5 04 03 02 0,1 0

о 1|

о 2!

Л 3!

11

с

3000 2000 1500 1000 800 600

т

300 200 130

-Л 3

^Жг

" а -

10

20 30

1 2

3 4

газа и плотности

10 15 20 30 40 60 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1 1,5 2 Им/с Ч,м!/м-ч

Рис 4 Зависимость относительной Рис 5 Зависимость частоты капиллярных

амплит\ды волн от скорости газа и от волн от скорости

птотности орошения а - капиллярные орошения

волны б - крупные волны в - волны а) 1 - ч = 0,455 м7м ч 2-1 1 3-25

возм>щения б) 1 - = 14,2 м/с 2-21 % 3 - 36 45

г) 1 - ц = 0 46 ч3/м ч 2 - 1 1 3-252

д) 1 - \У = 14,2 м/с 2 - 27 8 3 - 36 5

7

I

10 15 20 30 40 60 ОД 0,3 0,4 0,6 0,81,0 1,5 2,0 3 4 W,Mfc q, и I м-ч

10 15 20 30 40 5060 0,2 0,3 0,4 0,60,81,0 1,5 2,0 3,04,0

з

W, m(c q, м / w4

Рис 6 Зависимость частоты крупных волн от скорости газа и плотности орошения

а) 1 - я = 0 46 м3/м ч, 2- 1,1, 3 -2 5,

б) 1 - \у = 14 2 м/с, 2 - 27,8, 3 - 36,45

Рис 7 Зависимость частоты волн возмущения от скорости газа и плотности орошения

а) 1 - ц = 0 46 м3/ м ч 2- 1,1,3-2,5

б) 1 -\У = 14 2 м/с 2 - 27,8, 3 - 36,45

Рис 8 Зависимость фазовой скорости Рис 9 Зависимость относительной волн от скорости газа и плотности орошения фазовой скорости boih от скорости газа

а) 1 - q = 0,46 м3/ мч 2-1,1 3-25 и плотности орошения

б) 1 - W = 14 2 м/с 2 -27,8, 3 -36,45 а) 1 - q = 0 46 м3/м ч 2-1,1 3-25

б) 1 - W = 14 2 м/с 2 - 27 8 3 - 6,45

Как видно из полученных результатов, представленных на рис 4 относительная амплитуда всех выделенных типов волн не зависит от расходных параметров потока и составляет для капиллярных волн - 0,16, для крупных волн - 0,52, и волн возмущения - 0,72, хотя относительная амплитуда некоторых волн возмущения достигает величины 0 9 - 1,0

Результаты измерения частоты различных типов волн представленные на рис 5, 6 и 7, позволили получить обобщающие эмпирические соотношения Капиллярные волны Г = 8,33 \умз±0'05 Ч°'5±0'05

Крупные волны Г=2,1 W'•45±005 я°45± 0 05 при W менее 25 м/с (4)

f = з о w20±005 q045±005

Волны возмущения f= 0,315 W'45±005 q05±005

при W более 25 м/с

Фазовая скорость всех типов волн оказалась в результате статистической обработки одинаковой для всех трех типов волн

Ш = 0,075Ш!0±005 Ч03±005,м/с (5)

Относительная фазовая скорость волн подчиняется соотношению х - 0,95^/°25±0 05ц~°35±0 05 (6)

Выполненное экспериментальное исследование количества дисперсной фазы, образующейся в потоке газа за счет срыва им гребней волн, методом изокинетического зонда, показало, что основная масса дисперсной жидкости находится в периферийной области, рис 10

Суммарное содержание дисперсной фазы определялось путем графического интегрирования кривых распределения дисперсной фазы по сечению и длине канала

Количество дисперсной фазы в потоке газа возрастает с ростом расходных параметров и увеличением длины канала, рис 11-12

Относительное количество дисперсной фазы существенно увеличивается по длине канала и может достигать 50% и более от общего расхода жидкости, рис 13

г 10,

—>

4

Л V

и г/ ' У '

tr У / * / ✓ р- \

¡У f Г/ 1 i

а / 1 1 ! Ml i

2 , 1

13 20 30 40 50 60 0,45 0,6 0,8 1,0 1,5 2,0 3,0

з

W, Mfc Ч, м I »1

Рис 10 Распределение дисперсной фаш по сечению и длине канала dTp= 20 мм, W = 32 0 м/с q = 1 1 м'/(м ч) 1 - L = 100 мм, 2-200 3 - 300 4 - 400 5-600 6-860

Рис 11 Зависимость es ммарного количества дисперсной фазы от скорости газа и плотности орошения dTp = 20 мм 1 = 400 мм

а) 1 - q = 0 705 м5/(м ч) 2 - 1 1 3 -2 42

б) 1 - W= 21,61 м/с 2 -31 88 3 -42 12

L' 10,5 м!/час

I мм 1 чч

Рис 12 Зависимость суммарного количества Рис 13 Зависимость относительного

дисперсной фазы от длины канала, количества дисперсной фазы от длины

(1тр= 20 мм АУ = 35,0 м/с трубки с1гр= 20 мм, я = 3 0 м3/(м ч)

1 -я = 07м3/(мч) 2- 1,1,3- 1,9 4-2 54 1 - \У= 20 2 м/с 2 - 31,7 3 - 44,01 4-5184

С целью сокращения содержания дисперсной фазы в потоке газа в каналах были установлены спиральные ленточные завихрители с шагом 44, 62 и 85 мм Это позволило снизить содержание дисперсной фазы в потоке газа до 6-8% от общего расхода жидкости на всей длине контактного элемента, рис 1415

W.Mfc

900 I, мм

Рис 14 Относительное количество : сной фазы в зависимости от скорости и степени крутки потока s I = 900 vim 1 - осевое движение 2 - s = 85 мм 3 - s = 62 мм 4 - s = 44 мм

:р- Рис 15 Относительное количество диспер-\\ сной фазы в зависимости от „шины канапа 1 при скорости газа \У = 31 7 м/с 1 - осевой поток 2 - б = 85 мм 3 - б = 62 мм 4 - э = 44 мм

Одновременно была выполнена оценка влияния крутки потока на волновые характеристики пленочного течения

Результат обработки показал, что при приведенных значениях расходов фаз величины относительной амплитуды, частоты и фазовой скорости волн совпадают, рис 16

Рис 16 Зависимость фазовой скорости (со), амплитуды (а) и частоты крупных волн (0 от приведенной среднерасходной скорости газа пр) при плотности орошения q = 1 1 м7час 1 - осевое движение 2 - б = 85 мм 3 - э = 62 мм

Среднерасходная скорость газа в условиях крутки потока рассчитывалась по уравнению

= О /[271112(7182а„ - 18ан)1§ан], <7>

где Я - радиус канала, ан - угол наружной образующей спирали а удельный расход жидкости - по уравнению

ЧпР=Чл/1 + т2ан (8)

Поскольку при испарении жидкости происходит изменение ее физических свойств, была проведена оценка их влияния на параметры пленочного течения Коэффициент динамической вязкости изменялся в опытах от 1 10"3 Н сек/м2 до 22 10"3 Н сек/м2 путем добавления в воду глицерина, а поверхностное натяжение - от 72,7 10"3 Н/м до 30,0 10"3 Н/м за счет добавления поверхностно-активного вещества ОП-Ю Коэффициент динамической вязкости жидкости измерялся капиллярным вязкозиметром ВПЖ-1, а поверхностное натяжение - методом наибольшего давления пузырька воздуха

На основе выполненных исследований предложено описывать влияние физических свойств жидкости для всех типов волн соотношением

а~(р/а)°1±002, ^-(ц/а)'01±002 (9)

Полученные результаты позволяют принципиально по-новому подойти к оценке процесса теплообмена в условиях сильного взаимодействия фаз

В четвертой главе представлены результаты экспериментального исследования теплообмена в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз, выполненные на установке, рис 17

Исследование теплопереноса в пленке жидкости осуществлялось в контактной трубке, рис 18, с внутренним диаметром 27 мм и длиной 900 мм на системе воздух-вода Скорость воздуха в контактном элементе изменялась от 12 до 55 м/с, а удельный расход воды q от 0,3 до 3,5 м3/м ч Температура воздуха и воды на входе в контактный элемент во всех опытах составляла 20±0,1 °С Нагрев пленки жидкости производился за счет подвода в межтрубное пространство контактного устройства горячей воды с температурой 80-90 °С

?? и©

1 1,

-а- 6 г II

| о

Рис 17 Схема экспериментальной установки 1 - контактная установка 2 3 - сборники холодной и горячей воды соответственно 4 5 6-теплообменники, 7 - компрессор, 8 - насос

Возд\<х 1

; с,,

1 орячая вода

Горячая вода — (=

! V

/ /

Хо юдная вода

И —

1

4

К =1 —

Хотодная вода

1

Возд\ х

Рис 18 Контактное устройство

1 - контактная трубка

2 - сепаратор

3 - спиральный ленточный завихритель

4 - штуцер сброса газа

Перед поступлением в контактный элемент воздух полностью насыщался парами воды для исключения частичного испарения жидкости в процессе контакта с воздухом

Измерения показали, что температура воздуха в процессе контакта с жидкостью повышается не более чем на 1 °С Это позволило не учитывать теплоперенос от нагреваемой пленки жидкости к потоку воздуха

Полученные результаты, рис 19, подтвердили возможность существенного увеличения коэффициентов теплоотдачи в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз до 10 раз по сравнению со значениями коэффициентов теплоотдачи при гравитационном стекании пленки жидкости и пузырьковом кипении

а 10 , Вт/М К

10 15 20 30 40 50 VI, м/с

0,3 0,4 0,50,60,8 1,0 31,5 20 3,0 % м I м ч

Рис 19 Зависимость коэффициента теплоотдачи в пленке жидкости от скорости газа и плотности орошения

а)1 - q = 0 35 м^ м ч 2-1 14 3 - I 62 4 -2 42 5-35

б) = 12 м/с 2-25 3 -40 4- 55

Экспериментальные значения коэффициентов теплоотдачи предложено описывать корреляционными соотношениями

1 (Ю)

при \У>25 м/с J Анализ динамики пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз показал что превалирующее влияние на теплоперенос в пленке оказывают крупные волны Для этого случая коэффициент теплоотдачи рассчитывается по уравнению Николаева Н А , Холпанова Л П

а = А,XV143ц045 при У/<25 м/с а = А, \У2°я°45

«в =<Р|

1 + — (са2) 4 '

ехр(0,71па-1,5),

(П)

где ф, - детерминированный коэффициент, ф| = 7,5

Сопоставление экспериментальных значений коэффициентов теплоотдачи с рассчитанными по уравнению (11), табл 1, показало их хорошее согласие Вместе с тем, экспериментальные результаты систематически превышают расчетные приблизительно на 10%, что указывает на дополнительный эффект перемешивания жидкости в пленке за счет оседающих капель на поверхности

Таблица 1 Значения коэффициентов теплоотдачи, а* 10"3, Вт/м2 К

Плотность орошения, q, м3/м ч Эксперимент | Расчет

Скорость сплошной фазы, м/с

12 25 40 55 12 25 40 55

0,35 4,8 14,9 35 90 4,3 13,5 31,3 81 5

1,16 7,5 23 52 135 6,8 20,5 47 122

1,62 9,1 28 65 140 8,2 25 58,7 125,5

2,42 П 29 5 69 160 9,8 26 5 62,3 143,6

3,5 13 35 91 185 11,7 31,7 82,5 166,3

С целью оценки влияния взаимодействия капель с поверхностью жидкости на теплоперенос предложена математическая модель, основанная на учете кинетической энергии капель, оседающих на поверхности пленки

пг2рд>( ЛЛ2 2

Е =-— — +7ГГ (7 + ЕЕ (12)

В этом случае коэффициент теплопереноса при дисперсно-пленочном течении в условиях сильного взаимодействия фаз описывается соотношением

ак =ф2^РСр^ О3)

где Б = пу

Суммарное значение коэффициента теплоотдачи имеет вид

а =уак +(1-у)ав. (,4)

где ак и а„ - коэффициенты теплопереноса за счет взаимодействия капель с поверхностью и волнообразования на поверхности

Представленные результаты позволяют обоснованно подойти к расчету коэффициентов теплопереноса в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз

В пятой главе представлены рекомендации по созданию дистилляционных установок с дисперсно-пленочным режимом испарения и предложены варианты их конструкции, обладающие низкими энергетическими затратами, новизна которых защищена патентами РФ, рис 20-21

Установка, представленная на рис 20, отличается тем, что после подогрева исходной воды в конденсаторе 2 жидкость подается в деаэратор 4, в котором одновременно происходит и отсос инертных газов из рабочей зоны испарителя и конденсатора

Установка, представленная на рис 21, отличается тем, что в ней также используется остаточное тепло конденсата теплоносителя

* ч^Ь

ГгГ~~Р т

и 11 Я ^^ 'И' *

|| I . У А V "

у.

о ■*

Рис 20 Схема однокорпусной дпстилля-ционной установки 1 - испаритель, 2 - конденсатор. 3 - эжектор, 4 - рас пылите льны й деаэратор, 5 - насос.

Рис 21 Схема однокорпусной диет и л лишенной установки: 1 - испаритель, 2 - конденсатор. 3 - подогреватель

Обе разработанные технологически! схемы позволяют использовать

внутренние энергетические возможности с целью наиболее эффективной

организации процесса дистилляции.

Основные результаты и аыводы:

I Выполнена технико-экономическая оценка различных методов во до Подгон овки, позволившая рекомендовать метод дистилляции, как наиболее эффективным,

2. Выполнено комплексное исследование динамики пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз. показавшее наличие на ее поверхности комплексной системы волн, влияющих на теплоперенос в пленке жидкости.

3. На основе статистической обработки экспериментальных результатов получены корреляционные соотношения для амплитуды, частоты и фазовой скорости волн на поверхности пленки в условиях сильного взаимодействия фаз.

4. Исследован процесс образования дисперсной фазы в условиях сильного взаимодействия фаз и предложен способ ее минимизации с целью сокращения энергетических потерь.

5. В результате проведенного экспериментального исследования теплообмена в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз получены корреляционные соотношения межл> волновыми характеристиками дисперсно-пленочпого течения и теплообменом в пленке жидкости.

6. Разработана концепция воздействия капель жидкости на теплообмен в пленке жидкости и предложены оценки этого эффекта

7. Предложена методика расчета коэффициентов теплоотдачи в пленке

жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз и проведено сопоставление расчетного уравнения с экспериментальными данными, показавшее их хорошее согласование 8 Разработаны рекомендации по созданию и представлены конструкции дистилляционных аппаратов, характеризующиеся повышенной эффективностью использования тепловой энергии

Условные обозначения:

Аь А2 - детерминированные коэффициенты, с = 2-rrhf/со - волновое число, ср -теплоемкость среды, Дж/кг К, dTp - диаметр трубки, мм, Е - кинетическая энергия капли, Дж, f — частота волн, 1/с, F - площадь поверхности пленки жидкости, м2, 1 - длина канала, мм, L' - суммарное количество дисперсной фазы, м3/ч, L'/L - относительное количество дисперсной фазы, q - плотность орошения, м3/м ч, г - радиус зоны возмущения, м, R - радиус канала, м, s - шаг спирального ленточного завихрителя, мм, t - время, с, и - средняя скорость пленки жидкости, м/сек, W - среднерасходная скорость газа, м/с, z -относительная фазовая скорость волн, z = co/u, а - относительная амплитуда волн, коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 К), ак, ав - коэффициенты теплопереноса за счет взаимодействия капель с поверхностью и волнообразования на поверхности, 5 - толщина вытеснения жидкости волной возмущения, м, 5мах, 5М1П - толщина пленки жидкости на гребне и во впадине волны, соответственно, s - содержание дисперсной фазы в данной точке сечения канала, г/(мм" с), доля энергии капли, пошедшая на диссипацию, у -доля поверхности, подвергающейся возмущению каплями, ф! -детерминированный коэффициент, ф, = 7,5, ф2 - детерминированный коэффициент, зависящий от соотношения диаметра капли и толщины пленки, ф2 = 1), ^ - теплопроводность среды, Вт/м К, ц - коэффициент динамической вязкости жидкости, Н сек/м", р - удельный вес среды, кг/м^, с - поверхностное натяжение жидкости, Н/м, ш - фазовая скорость волн, м/с

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах

1 Михалкина Г С , Докучаева И С , Николаев Н А Современные методы водоподготовки для предприятий пищевой промышленности Аналитический обзор //Деп ВИНИТИ № 918 - В2005 от 28 06 05

2 Михалкина Г С , Докучаева И С , Николаев Н А Обеспечение предприятий пищевой промышленности и населения экологически чистой водой // Пищевая промышленность -2005 — №9 - С 52-53

3 Михалкина Г С, Николаев Н А Фазовая скорость волн на поверхности пленки жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз // Известия ВУЗов Химия и химическая технология -2005 -№12 - С 66-68

4 Михалкина Г С, Николаев Н А Образование дисперсной фазы при однонаправленном движении газа и пленки жидкости в условиях сильного взаимодействия//Труды Академэнерго -2005 -№1 -С 64-68

5 Михалкина Г С , Николаев Н А Математическое моделирование процесса теплопереноса в пленке жидкости при прямоточном дисперсно-кольцевом течении парожидкостного потока // Тезисы конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-19» Воронеж, 2006 -Т 9 - С 52

6 Михалкина Г С, Николаев Н А Измерение волновых параметров пленочного течения жидкости // Деп ВИНИТИ № 291 - В2006 от 21 03 06

7 Михалкина Г С, Николаев Н А Закономерности дисперсно-кольцевого прямоточного движения двухфазного потока в винтовых каналах // V Школа-семинар молодых ученых и специалистов академика РАН В Я Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» - Казань, 2006 - С 79-81

8 Михалкина Г С, Николаев Н А Динамика дисперсно-пленочного прямоточного течения двухфазного потока при переменных физических свойствах жидкости // Деп ВИНИТИ № 1294 - В2006 от 31 10 06

9 Михалкина Г С , Николаев Н А Математическое моделирование процесса теплообмена в пленке жидкости, сопровождающегося взаимодействием капель с поверхностью пленки // Промышленная энергетика — 2006 - № 11 -С 49-50

10 Михалкина ГС, Николаев НА Динамика дисперсно-пленочного прямоточного течения паро-жидкостного потока парогенераторных установок // Деп ВИНИТИ № 1594 - В2006 от 20 12 06

11 Михалкина Г С , Николаев Н А , Короткое Ю Ф , Семин И А Дистилляционная установка Патент РФ на полезную модель № 60932, Бюл изобретений № 4, 2007

12 Михалкина Г С , Николаев Н А Дистилляционная установка Патент РФ на полезную модель № 62340, Бюл изобретений № 10, 2007

13 Михалкина ГС, Николаев НА Распределение дисперсной фазы при прямоточном винтовом движении двухфазного газо-жидкостного потока в цилиндрическом канале // Промышленная энергетика -2007 -№ 8 - С 44-45

14 Михалкина ГС, Николаев НА Закономерности дисперсно-кольцевого прямоточного течения двухфазного потока в промышленных парогенераторах//Изв ВУЗов Проблемы энергетики -2007 -№9-10 - С 48-52

15 Михалкина ГС, Николаев НА Теплоперенос в пленке жидкости в условиях прямоточного восходящего движения газо-жидкостного потока // Труды Академэнерго -2007 - №3 - С 34-39

16 Михалкина ГС, Николаев НА Комплексная подготовка воды тепловых электрических станций Монография - Казань Отечество, 2007 - 96с

Подписано в печать Гарнитура «Times» Физ печ л 1 О

08 10 2007 Вид печати РОМ Уел печ л 0 94 Тираж 100 экз

Формат 60x84/16 Бумага офсетная Уч -изд л 1 0

420029, г Казань, ул Сибирский тракт, 34, ЗАО «Альфа-Т»

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ ДЛЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ.

1.1 .Требования, предъявляемые к качеству воды энергетических установок.

1.2.Методы очистки воды от взвешенных частиц.

1.3.Химические методы очистки воды.

1 АФизические методы очистки воды.

1.5.Дистилляционный метод.

1 .б.Сравнительный анализ современных методов водоподготовки.

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛЕНОЧНОГО ТЕЧЕНИЯ.

2.1.Методы измерения волновых характеристик движущейся 38 пленки жидкости

2.1.1.Методика эксперимента и обработки опытных 45 результатов.

2.2.Методы экспериментального измерения уноса капель.

2.2.1.Методика эксперимента и обработки опытных результатов.

ГЛАВА 3. ДИНАМИКА ДВУХФАЗНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ТРУБЧАТЫХ

ДИСТИЛЛЯЦИОННЫХ АППАРАТАХ.

3.1.Основные закономерности дисперсно-пленочного течения в условиях восходящего прямоточного движения фаз.

3.2. Волновые параметры пленочного течения.

3.2.1.Результаты измерения относительной амплитуды, частоты и фазовой скорости волн при осевом движении потока.

3.2.2.Результаты измерения волновых параметров при вращательном движении двухфазного потока.

3.2.3.Влияние физических свойств жидкости.

3.3.Закономерности образования и распространения дисперсной фазы в несущем потоке.

3.3.1.Количество дисперсной фазы при осевом, вращательно-поступательном движении потока и переменных физических свойствах жидкости.

ГЛАВА 4. ТЕПЛОПЕРЕНОС В ПЛЕНКЕ ЖИДКОСТИ.

4.1.Описание экспериментальной установки и методики исследования.

4.2.Результаты измерения коэффициентов теплопереноса в пленке жидкости.

4.3.Расчет коэффициентов теплопереноса и сопоставление с опытными результатами.

4.4.Влияние на теплоперенос взаимодействия капель с пленкой жидкости.

ГЛАВА 5. ДИСТИЛЛЯЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ ПОДГОТОВКИ

ВОДЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК.

ВЫВОДЫ.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

Актуальность работы. Высокие требования к качеству воды энергетических установок промышленных предприятий предполагают разнообразные подходы к решению этой задачи. Подготовка воды для энергетических установок включает очистку от грубодисперных и тонкодисперсных веществ, а также от растворимых примесей, и организуется в несколько этапов - предварительная очистка и окончательная очистка.

Для окончательной очистки воды от растворимых компонентов применяют химические, физические и термические методы.

Методы химической и физической очистки, обладая высокой эффективностью, имеют высокие капитальные и эксплуатационные затраты.

В результате анализа технико-экономических и экологических показателей различных методов очистки было установлено, что наиболее перспективным методом подготовки воды для энергетических установок промышленных предприятий является дистилляционный, " который обеспечивает получение воды требуемого качества, обладает более высокой экономической эффективностью и экологичностью. '

В настоящее время, процесс дистилляции осуществляется, в основном, в режиме пузырькового кипения. Однако наиболее перспективным является режим дисперсно-пленочного кипения, позволяющий значительно интенсифицировать процесс теплопереноса.

Вместе с тем, дисперсно-пленочное течение в условиях сильного взаимодействия фаз пока не нашло промышленного применения по причине отсутствия надежных экспериментальных данных, позволяющих создать научно-обоснованную методику расчета и организации технологического процесса.

Поэтому, теоретическое и экспериментальное исследование гидродинамики и теплопереноса в дистилляционных установках, использующих пленочное испарение в условиях сильного взаимодействия фаз представляется актуальным.

Цель и задачи исследований: Комплексное экспериментальное и теоретическое исследование теплопереноса и гидродинамики дисперсно-пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз с целью создания научно-обоснованной методики расчета дистилляционных установок.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- экспериментальное исследование динамики дисперсно-пленочного течения двухфазного потока в условиях сильного взаимодействия фаз, в том числе волновых характеристик и образование дисперсной фазы;

- разработка математической модели взаимодействия дисперсной фазы с пленкой жидкости;

- исследование теплообмена при дисперсно-пленочном течении двухфазного потока в условиях сильного взаимодействия фаз, в том числе влияние характера волнообразования и дисперсной фазы на теплообмен;

- разработка рекомендаций для создания промышленного , варианта дистилляционных установок, обладающих повышенной эффективностью использования тепловой энергии.

Научная новизна работы заключается в том, что автором:

- установлены закономерности изменения гидродинамических характеристик дисперсно-пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз в широком диапазоне нагрузок и физических свойств;

- экспериментально определены коэффициенты теплоотдачи в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз;

- представлена и обоснована методика расчета коэффициентов теплоотдачи в пленке жидкости;

- разработана математическая модель процесса взаимодействия капель с поверхностью пленки жидкости.

Представлены рекомендации для расчета дистилляционных установок, использующих пленочное испарение в условиях сильного взаимодействия фаз.

Практическая значимость:

На основе комплекса выполненных экспериментальных и теоретических исследований разработаны рекомендации по созданию и представлен промышленный вариант дистилляционных установок, работающих в режиме сильного взаимодействия фаз, новизна которых подтверждена патентами РФ.

На защиту выносятся:

- результаты экспериментального исследования закономерностей гидродинамики дисперсно-пленочного течения двухфазного • потока в условиях сильного взаимодействия фаз;

- результаты исследования теплообмена в пленке жидкости;

- математическая модель взаимодействия дисперсной фазы с пленкой жидкости;

- конструкции и схемы дистилляционных установок, характеризующиеся повышенной эффективностью использования тепловой энергии;

Личное участие. Все результаты получены лично автором под руководством д.т.н., профессора Николаева Н.А.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международных, региональных и отраслевых симпозиумах и конференциях, в том числе: на ежегодных Общероссийских конференциях молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» 6

Казань, 2004-2007гг.); ежегодных Итоговых научных конференциях Казанского научного центра Российской академии наук (Казань, 20062007гг.); Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ-19», (Воронеж, 2006г.); V Школе-семинаре молодых ученых и специалистов академика РАН В.Е. Алемасова «Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении» (Казань, 2006г.).

Публикации.

По теме диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе -5 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, а также 6 статей в периодических научных изданиях, 1 монография, 2 патента и тезисы конференций.

выводы.

1. Выполнена технико-экономическая оценка различных методов водоподготовки, позволившая рекомендовать метод дистилляции, как наиболее эффективный.

2. Выполнено комплексное исследование динамики пленочного течения в условиях сильного взаимодействия фаз, показавшее наличие на ее поверхности комплексной системы волн, влияющих на теплоперенос в пленке жидкости.

3. На основе статистической обработки экспериментальных результатов получены корреляционные соотношения для амплитуды, частоты и фазовой скорости волн на поверхности пленки в условиях сильного взаимодействия фаз.

4. Исследован процесс образования дисперсной фазы в условиях сильного взаимодействия фаз и предложен способ ее минимизации с целью сокращения энергетических потерь.

5. В результате проведенного экспериментального исследования теплообмена в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз получены корреляционные соотношения между волновыми характеристиками дисперсно-пленочного течения и теплообменом в пленке жидкости.

6. Разработана концепция воздействия капель жидкости на теплообмен в пленке жидкости и предложены оценки этого эффекта.

7. Предложена методика расчета коэффициентов теплоотдачи в пленке жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз и проведено сопоставление расчетного уравнения с экспериментальными данными, показавшее их хорошее согласование.

8. Разработаны рекомендации по созданию и представлены конструкции дистилляционных аппаратов, характеризующиеся повышенной

96 эффективностью использования тепловой энергии.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

А], А2 - детерминированные коэффициенты; с = 2пЫ/со - волновое число; ср - теплоемкость среды, Дж/кг-К; сЦ - диаметр трубки, мм;

Е - кинетическая энергия капли, Дж; f- частота волн, 1/с;

F - площадь поверхности пленки жидкости, м2; 1 - длина канала, мм;

L' - суммарное количество дисперсной фазы, м3/ч; L'/L - относительное количество дисперсной фазы;

•5 q - плотность орошения, м /м-ч; г - радиус зоны возмущения, м; R - радиус канала, м; s - шаг спирального ленточного завихрителя, мм; t - время, с; и - средняя скорость пленки жидкости, м/сек;

W - среднерасходная скорость газа, м/с; z - относительная фазовая скорость волн, z = to/и; а - относительная амплитуда волн; коэффициент теплоотдачи, Вт/(м -К); ак, ав - коэффициенты теплопереноса за счет взаимодействия капель с поверхностью и волнообразования на поверхности;

8 - толщина вытеснения жидкости волной возмущения, м; бмах, 5Min - толщина пленки жидкости на гребне и во впадине волны, соответственно;

8 - содержание дисперсной фазы в данной точке сечения канала, г/(мм -с); доля энергии капли, пошедшая на диссипацию; у - доля поверхности, подвергающейся возмущению каплями; ф! - детерминированный коэффициент, cpi = 7,5;

Ф2 - детерминированный коэффициент, зависящий от соотношения капли и толщины пленки, ф2= 1);

X - теплопроводность среды, Вт/м-К; л р, - коэффициент динамической вязкости жидкости, Н-сек/м ; р - удельный вес среды, кг/м3; а - поверхностное натяжение жидкости, Н/м; со - фазовая скорость волн, м/с.

1. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. - М.: Омега - J1. 2004. - 256 с.

2. Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов (ПБ 10-574-03). Серия 10. Выпуск 24/ Колл. авт. М.: ФГУП «НТЦ «Промышленная безопасность»», 2004. - 216 с.

3. СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

4. Мещерский Н.А. Организация эксплуатации водоподготовительного оборудования промышленных теплосиловых станций. М.: Госэнергоиздат, 1956. - 367 с.

5. Водоподготовка и водный режим энергообъектов низкого и среднего давления: Справочник. / Кострикин Ю.М., Мещерский Н.А., Коровина О.В. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 254 с.

6. Водоподготовка, водный режим и химический контроль на паросиловых установках. / Под ред. Шкроба М.С. и Вульфсона. М.: Энергия, 1964. -200 с.

7. Водоподготовка: процессы и аппараты. / Громогласов А.А., Копылов А.С., Пильщиков А.П.; Под ред. Мартыновой О.И. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 272 с.

8. Стерман Л.С., Покровский В.Н. Физические и химические методы обработки воды на ТЭС. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 328 с.

9. Вихрев В.Ф., Шкроб М.С. Водоподготовка. / Под ред. Шкроба М.С. М.: Энергия, 1973.-416 с.

10. Труды Новочеркасского политехнического института. Химия воды и внутрикотловые процессы. М.: Госэнергоиздат, 1955. - 208 с.

11. И.Проблемы водоподготовки в энергетике. / Гончарук В.В., Мамченко

12. А.В., Вайнман А.Б.//Химия и технология воды 2000. - Т. 22, № 2.991. С.160-166.

13. Иванов A.M. Основные пути ингибирования отложений солей жесткости и оценка их эффективности в конкретных условиях. // Химия и технология воды.- 1987.-№ 4. -С. 307-310.

14. Предотвращение накипеобразования химическими добавками. / Линников О.Д., Подберезный B.JL, Белышев М.А. и др. // Химия и технология воды. 1990. -№ 7. - С. 616 - 618.

15. Методы предотвращения накипеобразования при опреснении соленых вод. / Пилипенко А.Т., Вахнин И.Р., Максин В.И., Самченко З.А. // Химия и технология воды. 1991. - Т. 13, № 8. - С. 690 - 701.

16. Исследование эффективности методов предотвращения накипеобразования при опреснении воды Каспийского моря. / Линников О.Д., Подберезный В.П., Анохина Е.А., Гусева О.В. // Химия и технология воды. 1992. - № 4. - С. 310-312.

17. Линников О.Д., Подберезный В.Л. Предотвращение сульфатной накипи при опреснении воды Аральского моря. // Химия и технология воды. -1995.-№ 6.-С. 614-616.

18. Растворимость гипса в условиях опреснения минерализованных вод мембранными методами. / Агамалиев М.М., Крикун М.М., Насибов А.Г. // Химия и технология воды. 1996. - № 3. - С. 274-277.

19. Предотвращение отложения сульфата кальция при термическом обессоливании воды. / Крикун М.М., Агамалиев М.М. // Химия и технология воды. 1997. - № 1. - С. 80 - 81.

20. Балабан-Ирменин Ю.В., Рубашов A.M. О некоторых особенностях внедрения антинакипинов в системах теплоснабжения. // Промышленная энергетика. 1998. - № 12. - С. 43 - 47.

21. Лепилин Р.С. Защита систем горячего водоснабжения от коррозии и отложений. // Промышленная энергетика. 1999. - № 1. - С. 46 - 47.

22. Ибрагимов Н.Ю. Определение толщины отложения накипи востеклованных и металлических трубах теплообменных аппаратов. //100

23. Промышленная энергетика. 2000. - № 3. - С. 55 - 56.

24. Коррозия стали в условиях работы многоступенчатых испарительных установок. / Седлов А.С., Богловский А.В., Лукин К.А., Зонов А.А. // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - № 1. - С. 86 - 88.

25. Исследование влияния методов обессоливания воды на ее коррозионные свойства. / Семенова И.В., Ануфриев Н.Г., Хорошилов А.В. // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - № 2. - С. 56 - 61.

26. Митряев А.Н. Ультразвуковой метод предотвращения накипеобразования. // Промышленная энергетика. 2004. - № 4. - С. 30 -32.

27. Уменьшение локальной коррозии трубопроводов теплосети путем оптимизации водного режима их эксплуатации. // Промышленная энергетика. 2004. - № 5. - С. 55.

28. Применение антинакипинов в системах теплоснабжения и оборотных системах. // Промышленная энергетика. 2004. - № 7. - С. 60.

29. Волков B.JI. Защита оборудования котельной от углекислотной коррозии. / Промышленная энергетика. 2005. - № 3. - С. 21 - 24.

30. Банников В.В. Электромагнитная обработка воды. // Водоснабжение и сантехника. 2005. - № 6. - С. 21 - 24.

31. Энергоинформационная обработка воды с применением прибора-кольца «MERUS». / Насчетникова О.А., Жеребцов А.И., Марьясов А.А. // Промышленная энергетика. 2005. - № 9. - С.27 - 29.

32. Основные требования санитарно-эпидемиологической безопасности при использовании реагентов для очистки и кондиционирования воды. / Жолдакова З.И., Тульская Е.А., Балабан-Ирменин Ю.В. // Промышленная энергетика. 2005. - № 9. - С. 50-53.

33. Ибрагимов Н.Ю. Исследование накипеобразования и коррозионно-механического изнашивания эмалированных покрытий труб теплоэнергетических установок. // Промышленная энергетика. 2005. -№12.-С. 33-34.

34. Расчет уменьшения скорости роста карбонатных отложений. / Энштейн С.И., Чепракова Я.А., Пашенко А.В. // Водоснабжение и сантехника. -2006.- №1(2).-С. 17-23.

35. Балтаханов A.M., Иванов Е.Н. Опыт эксплуатации электрогидроимпульсных установок «ЗЕВС» для очистки труб от накипи и отложений. // Промышленная энергетика. 1998. -№ 4. - С. 13 - 14.

36. Очистка теплообменных аппаратов систем оборотного водоснабжения. / Кучеренко А.Д., Нечаев А.П., Кучеренко Д.И. // Водоснабжение и сантехника. 1999. - № 4. - С. 8 - 9.

37. Разработка, внедрение и перспективы развития электрогидроимпульсной технологии очистки труб от накипи и отложений. / Балтаханов A.M., Иванов Е.Н., Балтаханов Р.Х., Касаткин В.К. // Промышленная энергетика. 2005. - № 4. - С. 24 - 27.

38. Балтаханов A.M., Иванов Е.Н. Электрогидравлическая очистка труб от отложений. // Промышленная энергетика. 1997. - № 9. - С. 14-15.

39. Очистка осветленной воды и конденсата пара от органических соединений фильтрованием через активированный уголь акант. / Клименко Н.А., Когановский A.M., Тимошенко М.Н., Смолин С.К. // Химия и технология воды. 1999. - Т. 21, № 2. - С. 192- 195.

40. Голотин И.М. Водообработка в котельных установках малой мощности. -М.: Росгизместпром, 1954. 128 с.

41. Водоподготовка. Процессы и аппараты. / Под ред. д.т.н., проф. Мартыновой О.И. М.: Атомиздат, 1977. - 352 с.

42. Шкроб М.С. Водоподготовка. М.: Госэнергоиздат, 1941. - 235 с.

43. Клячко В.А., Кастальский А.А. Очистка воды для промышленного водоснабжения. М.: Гос. изд-во строительной литературы, 1950. -335 с.

44. Белан Ф.И. Рационализация работы водоподготовительных установок металлургических предприятий. М.: Гос. науч.-техн. изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1952. - 147 с.

45. Гурвич С.М. Водоподготовка. М.: Госэнергоиздат, 1961. - 240 с.

46. Водоочистное оборудование: конструирование и использование / Веселов Ю.С., Лавров И.С., Рукобратский Н.И. Л.: Машиностроение, 1985.- 232 с.

47. Очистка воды для промышленных предприятий./ Гамер П., Джексон Д., Серстон И.; Пер. с англ. Кольпера В.М. М.: Изд-во литературы по строительству, 1968. - 416 с.

48. Технология водоподготовки котельных с сокращенными солевыми сбросами. / Амосова Э.Г., Бондаренко В.И., Долгоносов В.И. и др. // Водоснабжение и сантехника. 1998. - № 5. - С. 15-16.

49. Усовершенствование режима эксплуатации химводоочистки Волгоградской ТЭЦ. / Амосова Э.Г., Гутникова Р.И., Иванов Л.Г., Пудикова Л.В. // Водоснабжение и сантехника. 2000. - № 7. - С. 22 -24.

50. Усовершенствование технологии декарбонизации воды известкованием на ГРЭС 5 ОАО «Мосэнерго». / Амосова Э.Г., Долгополов П.И., Мотовилова Н.Б., Гутникова Р.И. // Водоснабжение и сантехника. - 2002. - № 8. - С. 16-20.

51. Белан Ф.И., Сутоцкий Г.П. Водоподготовка промышленных котельных. -М.: Энергия, 1969.-328 с.

52. Кастальский А.А., Клячко В.А. Фильтры водоподготовительных установок электростанций и промышленных котельных. М.: Госэнергоиздат, 1953.-271 с.

53. Мацнев А.И. Очистка сточных вод флотацией. Киев: Буд1вельник, 1976.- 132 с.

54. Матов Б.М. Флотация в пищевой промышленности. М.: Пищевая103промышленность, 1976. 167 с.

55. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977. - 520 с.

56. Очистка производственных сточных вод. / Под ред. Яковлева С.В., Карелина Я.А., Ласкова Ю.М., Воронова Ю.В.-М.:Стройиздат,1979-320 с.

57. Мещеряков Н.Ф. Флотационные машины. М.: Недра, 1972. - 250 с.

58. Копылов В.А. Очистка сточных вод напорной флотацией. М.: Лесная промышленность, 1978. - 96 с.

59. Комплексная очистка стоков промышленных предприятий методом струйной флотации. / Алексеев Д.В., Николаев Н.А., Лаптев А.Г. -Казань: КГТУ, 2005. 156 с.

60. Энергоемкость процессов флотационной водоочистки./Анапольский В.Н., Рогов В.М., Курилюк Н.С., Ушомирский П.И. // Химия и технология воды. 1988. - Т. 10, № 3. - С. 246 - 250.

61. Методика расчета электрофлотационного аппарата. / Соковкин О.М., Загоскина Н.В., Зинатуллин Н.Х. // Химическая промышленность.1998. № 1. - С. 29-31.

62. Гидравлический расчет установок пневматической аэрации. / Степочкин Б.Ф., Зинатуллин Н.Х., Михайлов В.К., Минабутдинов А.С. // Химическая промышленность. 1996. - № 1. - С. 60 - 63.

63. Запорожец Е.П., Александров И. А. Интенсификация процессов химической технологии эжекционными струйными течениями жидкости и газа. // Химическая промышленность. 1991. - № 8. - С. 20 - 24.

64. Холпанов Л.П. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью104раздела. М.: Наука, 1990. - 272 с.

65. Запорожец Е.П., Холпанов Л.П. Метод расчета процессов эжекции и тепломассообмена в многокомпонентной струе. // Теоретические основы химической технологии. 1993. - Т.27, №5. - С. 451 - 461.

66. Алексеев Д.В., Николаев Н.А. Инжектирующая способность струйных безнапорных флотационных аппаратов. // Гидромеханика отопительно-вентиляционных и газоочистных устройств: Межвузовский сборник. -Казань: КГАСА, 2000. С. 88 - 95.

67. Алексеев Д.В., Николаев Н.А., Анаников С.В. Моделирование процесса инжекции в струйном флотационном аппарате со щелевыми инжекторами. // Деп. ВИНИТИ № 78-В2002 от 16.01.02.

68. Инжектирующая способность свободной струи жидкости. / Соколов

69. B.Н., Яблокова М.А., Сугак А.В. // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 1987.-Т. 30,№3.-С. 109-111.

70. Гидродинамика и массоперенос при струйном аэрировании жидкостей. / Соколов В.Н., Яблокова М.А., Сугак А.В. // Теоретические основы химической технологии. 1988. - Т. 22, №6. - С.734 - 739.

71. Расчет коэффициентов эжекции вертикальных свободных аэрированных струй. / Муталибова М.Р., Атабаев Г.Н., Ревенко А.В. и др. // Теоретические основы химической технологии. 1992. - Т. 26, № 3.1. C. 442-447.

72. Вопросы проектирования и эксплуатации водоподготовительных установок на тепловых электростанциях. / Под ред. докт. техн. наук Шкроба М.С. М.: Госэнергоиздат, 1955. - 202 с.

73. Доклады научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 1966 1967 гг. Секция теплоэнергетика, подсекция технологии воды и топлива. - М.: МЭИ, 1967. - 177 с.

74. Фейзиев Г.К. Высокоэффективные методы умягчения, опреснения и обессоливания воды. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 192 с.

75. Слесаренко В.В. Комбинированные системы водоподготовки для105котельных с турбинами противодавления. // Промышленная энергетика. -2005. -№ 6. С. 24-27.

76. Малоотходная технологическая схема обессоливания воды. / Джалилов М.Ф., Кулиев A.M., Сафиев Э.А., Фейзиев И.Г. // Химия и технология воды. 1992. - № 2. - С. 140.

77. Новая водоподготовительная установка для малой энергетики. / Береснев В.А., Яковлев А.В., Забродин В.И., Москалев А.В. // Промышленная энергетика. 1997. - № 8. - С. 26 - 27.

78. Подготовка воды методом натрий-катионирования с противоточной регенерацией / Амосова Э.Г., Долгополов П.И., Малахов Д.Г., Пузыревская О.Н. и др. // Водоснабжение и сантехника. 2006. - № 2. -С. 25-31.

79. Резервы энерго- и ресурсосбережения в крупных котельных промышленной и коммунальной энергетике. / Ольховский Г.Г., Тумановский А.Г., Трембовля В.И. // Промышленная энергетика. 2004. -№ 1.-С. 2- 16.

80. Влияние метода водоподготовки на величину карбонатного индекса подпиточной воды для тепловых сетей. / Шищенко В.В., Пащенко Ю.Е., Вельский B.C. // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - № 4. -С. 14-19.

81. Фейзиев И.Г. Повышение эффективности ступенчато-противоточного Н-катионирования воды. // Химия и технология воды 2000. - Т. 24, №1. -С.64 - 69.

82. Использование обессоливающих установок в замкнутых системах водопользования. / Аксенов В.И., Никулин В.А., Курбатов П.Р., Подберезный B.JI.// Водоснабжение и сантехника. 2002. - № 1. - С. 911.

83. Крашенинников С.В. Водоподготовительное оборудование «Grunbeck» для паровых и водогрейных котельных. // Водоснабжение и сантехника. 2003. - № 12.-С. 23-25.

84. Бондаренко В.И., Первов А.Г. Установки обратного осмоса в схемах подготовки воды для паровых котлов. // Водоснабжение и сантехника. -2005.-№7.-С. 17-23.

85. Бондаренко В.И., Первов А.Г. Эколого-экономические аспекты мембранных методов в процессах очистки природных вод. // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - № 4. - С. 19 - 22.

86. Слесаренко В.В., Андреев J1.E. Особенности применения мембранных технологий водоподготовки на ТЭС Дальневосточного региона. // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. - № 5. - С. 18 - 20.

87. Слесаренко В.Н. Современные методы опреснения морских и соленых вод. М.: Энергия, 1973. - 248 с.

88. Слесаренко В.Н. Опреснение воды. М.: Энергоатомиздат, 1991. -278с.

89. Развитие методов опреснения воды. / Пилипенко А.Т., Вахнин И.Г., Максин В.И. // Химия и технология воды. 1991. - № 8. - С. 693.

90. Развитие дистилляционных методов опреснения вод. / Вахнин И.Г., Максин В.И., Носыхина В.З., Стандартчук О.З. // Химия и технология воды.-1996.-№5.-С. 539.

91. Слесаренко В.В. Применение испарительных установок для подготовки добавочной воды на Владивосточной ТЭЦ-2. // Энергосбережение и водоподготовка. 2005. - № 1. - С. 7 - 9.

92. Назмеев Ю.Г., Лавыгин В.М. Теплообменные аппараты ТЭС. -М.: Энергоатомиздат, 1998. 288 с.

93. Таубман Е.И., Пастушенко Б.Л. Процессы и установки мгновенного вскипания. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 184 с.

94. Анализ существующих технологий водоподготовки на тепловых электростанциях. / Ларин Б.М., Бушуев Е.Н., Опарин М.Ю., Бушуева Н.В. // Энергосбережение и водоподготовка. 2002. -№ 2. - С. 11 - 19.

95. Оценка тепловой эффективности получения добавочной воды на основеавтономных испарительных установок различного типа. / Мошкарин107

96. А.А., Мошкарин А.В., Петин B.C. // Энергосбережение и водоподготовка. 2004. - № 1. - С. 9 - 15.

97. Пути повышения эффективности технологии водоподготовки на ТЭС ОАО «ТАТЭНЕРГО». / Петин B.C., Фардиев И.Ш., Салашенко ОТ. и др. // энергосбережение и водоподготовка. 2003. - № 1. - С. 29 - 33.

98. Высокоэффективные термические деаэраторы для теплоэнергетических и технологических установок, систем водоснабжения и отопления. / Трофимов Л.И., Подберезный В.Л. // Промышленная энергетика. 2004. -№ 12.-С. 28-33.

99. Опыт создания малоотходных систем водопользования. / Шищенко В.В., Седлов А.С., Ильина И.А. и др. // Теплоэнергетика. 2005. - № 4. - С. 35 -38.

100. Очистка осветленной воды и конденсата пара от органических соединений фильтрованием через активированный уголь акант. / Клименко Н.А., Когановский A.M., Тимошенко М.Н., Смолин С.К. // Химия и технология воды. 1999. - Т. 21, № 2. - С. 192 - 195.

101. Федоренко В.И. Санитизация мембранных систем водоподготовки.// Ликероводочное производство и виноделие. 2002. - №7. - С.6-7.

102. Исследование выноса органических веществ в дистиллят испарительной установки. / Седлов А.С., Ларин Б.М., Ильина И.П. // Теплоэнергетика. 1999. - № 7. - С. 16-19

103. Кондиционирование опресненной дистилляцией воды. Под ред. Пилипенко А.Т. АН УССР. Ин-т коллоидной химии воды им. А.В. Думанского. Киев: Наукова думка, 1990. - 248 с.

104. Комплексная малоотходная ресурсосберегающая технология подготовки воды на Казанской ТЭЦ-3. / Седлов А.С., Шищенко В.В., Фардиев И.Ш., Закиров И.А. // Теплоэнергетика. 2004. - № 12. - С. 19 -22.

105. Мошкарин А.В., Мошкарин А.А. Сравнение двух типов автономных испарительных установок. // Энергосбережение и водоподготовка. -2002.-№2.-С. 19-23.

106. Семенов П.А., Рейбах М.С., Горшков А.С. Определение толщины слоя жидкости в аппаратах пленочного типа // Хим. пром-сть, 1966. № 3. -С.53-59.

107. Quandt E.R. Measurement of some basic parameters in two-phase annular flow. AIChE Journal, 1965.-V.il. - № 2. - P.311-318.

108. Живайкин Л.Я., Волгин B.B. Течение пленок жидкости по вертикальной поверхности // Ж. прикл. химии, 1961. № 6. - С. 12361243.

109. Живайкин Л.Я. О толщине пленки жидкости в аппаратах пленочного типа // Хим. машиностроение, 1961. № 6. - С. 25-29.

110. Живайкин ЛЯ., Ставницер И.И. Прибор для измерения толщины тонких жидких пленок // Заводская лаборатория, 1962. № 2. - С. 12-20.

111. Хьюит Дж., Холл-Тейлор Н. Кольцевые двухфазные течения. М.: Энергия, 1974.-408 с.

112. Козлов В.Н., Гусев В.В., Месропов М.Г. Исследование гравитационного течения пленки жидкости методом нейтронной диагностики // Теор. основы хим. технол., 1976. Т. 10. - № 1. - С.69-73.

113. Роговая И.Н., Олевский В.М., Рунова И.Г. Измерение толщины и профиля пленки жидкости //Приборы и техника эксперимента, 1968. -№ 1.-С. 183-185.

114. Dukler А.Е., Bergelin P.O. Characteristic of flow in falling liquid films // Chem. Eng. Progr., 1952. V.48. - № 11. - P. 557-559.

115. Овчинников А.А., Николаев Н.А. Основы гидромеханики двухфазных сред. Казань: Мастер-лайн, 1998. - 122с.

116. Луговской Г.П., Миронова Б.П. Турбулентные течения. М.: Наука, 1970.-200с.

117. Капица П.Л. Волновое течение тонких слоев вязкой жидкости // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1948. - Т. 18, №1. -С.З.

118. Gill L. E., Hewitt G. F., Lacey P. M. С Data on the upwards annular flow of air — water mixtures — «Chem. Eng Sci», 1962, v. 20, p. 71-85.

119. Cousins L. В., Denton W. H., Hewitt G. F. Liquid mass transfer in annular two-phase flow, paper presented at the Symposium On Two-phase Flow.— «Exeter», 1966,21—23 June.

120. Hewitt G. F., Wallis G. B. Flooding and associated phenomena in falling film flow in a tube. AERE-R 4022. See also «Proc. of ASME Multi-Phase Symp.», Philadelphia, 1966,17—22 November, p. 62.

121. Hewitt G. F., Lacey P. M., Nicholls B. Transitions in film flow in a vertical tube, paper presented at Symposium on Two-phase Flow.— «Exeter», 1965, 21—23 June.

122. Quandt E. R. Measurement of some basic parameters in two-phase annular flow.—«А. I. Ch. E. J.», 1965, v. 11, p.311-330.

123. Dussourd J. L., Schapiro H. A Deceleration probe for measuring stagnation pressure and velocity of a particle-laden gas stream, Heat Transfer and Fluid Mechanics Inst., Univ. of Californta, 1965.

124. Wallis G. B. a. oth. Two-phase flow and boiling heat transfer. Joint US — EURATOM Research and Development Programme. Contract № AT (30-1)-3114-1. Quarterly Progress Report, October — December 1964.

125. Измерение параметров пленочного волнового течения на вертикальной пластине / И.А. Роговая, В.М. Олевский, Н.Г. Рунова // Теоретические основы химической технологии. 1969. - Т.З, №2. - С. 200 - 217

126. The Motion and Frequency of Large Disturbance Waves in Annular Two-Phase Flow of Air-Water Mixtures / N.S. Hall-Taylor, G.F. Hewitt, P.M.C. Lacey // Chem. Eng. Sci. 1963. - V. 18, № 8. - P. 537 - 553.

127. Nedderman R.M., Shearer C.J. Correlations for the Frequency of Large Waves in Annular Two-Phase Flow // Chem. Eng. Sci. 1963. - V. 18, № 10. -P. 661 -673.

128. Nishikawa K., Sekoguchi K., Nakasatomi M, Kaneusi A. Cocurrent Gas-Liquid Flow. 1969.- № 1. - P. 47- 69.

129. Telles A.S., Dukler A.E. Statistical Characteristics of Thin Wavy Films: Studies of the Substrate and Its Wave Structure // Ind. Eng. Chem. Fundam. -1970.-V. 9, №3,-P. 912-925.

130. Николаев H.A., Михалкина Г.С. Образование дисперсной фазы при однонаправленном движении газа и пленки жидкости в условиях сильного взаимодействия // Ж. «Труды Академэнерго». 2006. - №1. - С. 64-68.

131. Дубков И.А., Николаев Н.А., Галиакберов З.К., Дубкова Н.З. Спиральная вставка для турбулизации газо-жидкостного потока // Свидетельство на полезную модель РФ № 15665,2000г.

132. Назмеев Ю.Г., Николаев Н.А. Обобщение опытных данных по теплоотдаче в трубах с ленточными завихрителями // Ж. «Теплоэнергетика». 1980. -№ 3. - с. 51-53.

133. Измерение волновых параметров пленочного течения жидкости методом локальной электропроводности / А.Д. Сергеев, Л.П. Холпанов, Н.А. Николаев, В.А. Малюсов, Н.М. Жаворонков // Инженерно-физический журнал. 1975. - Т. 29, № 5. - С. 843-846.

134. Михалкина Г.С., Николаев Н.А. Измерение волновых параметров пленочного течения жидкости / Казан, гос. технол. ун-т. Казань. -2006. - 10 с. - Деп. в ВИНИТИ. 21.03.2006, № 291-В2006.

135. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества: Справочник / А.А. Абрамзон, Л.Е. Боров, Л.П. Зайченко и др. М.: Химия, 1984.-392 с.

136. Hall-Taylor N.S., Nedderman R.M. The coalescence of disturbance waves in annular two-phase flow//Chem. Eng. Sci., 1968. V.23. №6. P.551

137. Lopes J.C.B., Dukler A.E. Droplet Entrainment in Vertical Annular Flow and Its Contribution to Momentum Transfer // Am. Inst. Chem. Engineering Journal. 1986. V. 9. №9.-P. 1500-1515.

138. Gill L.E. a. oth. Sampling probe studies of the gas core in annular two-phase flow. I. The effect of length on phase and velocity distribution. -«Chem. Eng. Sci.», 1963, V. 18, P. 525.

139. Булкин В.А., Николаев H.A., Малюсов В.А. Устройство для разделения газо-жидкостных потоков. // Авторское свидетельство СССР № 774015, 1978.

140. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. М.-Л.: Химия, 1964. -574 с.

141. Холпанов Л.П., Шкадов В.Я. Гидродинамика и тепломассообмен с поверхностью раздела. М.: Наука, 1990. - 270 с.

142. Николаев Н.А., Михалкина Г.С. Фазовая скорость волн на поверхности пленки жидкости в условиях сильного взаимодействия фаз // Изв. ВУЗов. Химия и химическая технология. 2005. - Т. 48, Вып. 12. - С. 66-70.

143. Михалкина Г.С., Николаев Н.А. Динамика дисперсно-пленочного прямоточного течения паро-жидкостного потока парогенераторных установок. Депонировано ВИНИТИ № 1594 В2006 от 20.12.06.

144. Коновалов Н.М., Харин В.Ф., Николаев Н.А. Средняя толщина пленки в условиях вертикального прямоточного движения газо-жидкостного дисперсно-кольцевого потока. // Теоретические основы химической технологии. 1987. - Т.21, №1. - С. 123.

145. Harlow F.H., Shannon I.R. Dynamical interaction droplets with liquid film. //Journal Appl. Phys. 1967, vol. 38, № 10, p. 3856.

146. Пляцук Л.Д., Савельев Н.И., Омаркулов П.К. Некоторые особенности массообмена при ударе капель по смоченной поверхности // Известия ВУЗов, Химия и химическая технология, Т 34, вып. 3, с. 109. 1995 г.

147. G. Н. Anderson, B.G. Mantzouranis. Two-phase (gas-liquid) flow phenomena. I. Pressure drop and hold-up for two-phase flow in vertical tubes. «Chem. Eng. Sci.», 1960, V. 12, P. 109.

148. Данквертс П.В. Газожидкостные реакции. M.: Химия, 1973. 296 с.

149. Михалкина Г.С., Николаев Н.А. Комплексная подготовка воды тепловых электрических станций. Монография. Казань: Отечество, 2007. - 96с.