Диссертация (Вакуумный дистилляционный агрегат с теплонасосным энергоподводом), страница 11

В ходе экспериментаполучены данные по производительности и потребляемой мощности ДВН приработе в составе ВТД.3. Удельное энергопотребление экспериментального стенда составило85…90 кВт ∙ ч⁄м , что сопоставимо с показателями существующих установокмалой производительности и позволяет рекомендовать предложенное техническоерешение ВТД к дальнейшей разработке с целью создания пилотных образцов.4. Для рассмотренного диапазона температур кипения воды 25 … 30показатели энергоэффективности ВТД повышаются при увеличении температурыкипения.5. Величина температуры перегретого водяного пара на входе в конденсаториспаритель должна быть сведена к минимуму для минимизации скоростиобразования накипи на теплообменной поверхности.6. На основании экспериментальных данных предложена зависимость дляопределения коэффициента теплоотдачи со стороны воды при ее прогреве всвободном объеме на вертикальных трубах в условиях вакуумирования паровогопространства.7.

Верифицированаматематическаямодельнестационарноготепломассообменного процесса одноступенчатой дистилляционной установки смеханической компрессией пара.8. Обоснована возможность экономной работы ВТД без использованияпредпусковых ТЭНов.90Заключение1. Показано, что одним из наиболее перспективных методов опреснения идистилляции воды в целом является метод выпаривания с механическойкомпрессией пара. Такие системы малой производительности выгодно отличаются:мобильностью; возможностью работы на воде любого качества и в любом местепри наличии электросети; надежностью и возможностью функционирования вшироком диапазоне температур.2.

Разработано схемное решение мобильного ВТД на базе быстроходногодвухротного вакуумного насос-компрессора типа РУТС, функционирующего припониженных температурах кипения жидкости в диапазоне 20…40 ºС в условияхвакуумированияпаровогопространствагермокамеры.ВТДможетбытьиспользован для: опреснения воды высокой степени солености и загрязненности;очистки сточных вод промышленных предприятий; выпаривания растворов сцелью кристаллизации растворенных веществ; дистилляции термолабильныхвеществ.3. Разработаносхемноерешениемобильнойавтономнойвакуумнойэнергоустановки, отличающейся возможностью работы в режиме как толькоопреснения с потреблением электроэнергии из сети, так и одновременнойвыработки пресной воды и электроэнергии с использованием тепла солнечнойрадиации.Дляподтверждениятеоретическихвыкладокивнедренияпредложенного технического решения требуется проведение дополнительныхэкспериментальных исследований.4.

Выполненные опыты на стенде, созданном в лаборатории кафедры«Техника низких температур» им. П.Л. Капицы, подтвердили работоспособностьпредложенного технического решения ВТД с использованием двухроторноговакуумного насос-компрессора типа РУТС в качестве основного средства сжатия иперемещения паров в составе ВТД.915. Удельное энергопотребление экспериментального стенда ВТД составило85…90 кВт ∙ ч⁄м , что сопоставимо с показателями выпускаемых сегодняаналогичных выпарных устройств малой производительности.6. Получены опытные данные по теплоотдаче при прогреве массы воды всвободном объеме на вертикальных трубах, которые согласуются с известнымианалитическимизависимостямивусловияхвакуумированияпаровогопространства.7.

Разработана и экспериментально подтверждена математическая модельнестационарного тепломассообменного процесса кипения жидкости в гермокамереодноступенчатой дистилляционной установки с механической компрессией пара,позволяющая рассчитывать параметры работы и время выхода системы на режим.92Перечень сокращений и условных обозначенийОсновные обозначения:α– коэффициент теплоотдачи, Вт⁄ м ∙ K ;β– коэффициент объемного расширения, К ;δ– толщина стенки, м;ε– класс точности измерительного прибора;η– коэффициент полезного действия;λ– коэффициент теплопроводности, Вт⁄ м ∙ K ;μ– динамический коэффициент вязкости, Па ∙ с;ν– кинематический коэффициент вязкости, м ⁄с;π– степень повышения давления;ρ– плотность, кг⁄м ;σ– поверхностное натяжение, H⁄м;τ– время, с;c– удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж⁄ кг ∙ K ;g– ускорение свободного падения, м⁄с ;h– высота, м;k– коэффициент теплопередачи, Вт⁄ м ∙ K ;l– определяющий геометрический размер, м;n– показатель степени;p– давление, Па;r– теплота фазового перехода удельная, Дж/кг;s– соленость воды, г/кг;t– температура, °С;A– коэффициент, зависящий от режима кипения жидкости;D–диаметр, м;F– площадь теплообменной поверхности, м ;93G– массовый расход,кг/с;L– удельная потребляемая энергия, Вт;N– потребляемая мощность, Вт;P– давление, бар;Q– теплота, Вт;R– радиус, м;S– скорость откачки эффективная, м ⁄с;T– температура, ;V– объем, м ;W– мощность, Вт;– число Галилея;– число Грасгофа;– число Якоба;– число Прандтля.Сокращения:ВТД– вакуумный теплонасосный дистиллятор;ДВН – двухроторный вакуумный насос-компрессор;КИ– конденсатор-испаритель;РТ– рекуперативный теплообменник;ТЭН– трубчатый электронагреватель.Верхний индекс:′′′– жидкость;– пар.Нижний индекс:ап– аппарат;в– вода;94вс– всасывание;вх– вход;вых– выход;дат– датчик;ж– жидкость;из– изоляция;ис– исходная жидкость;д– дистиллят;дет– детандер;дог– догрев;кип– кипение;кл.т.– класс точности;кр– критический;кон– конденсация;м– металл;н– недорекуперация;нас– насыщение;о.с.– окружающая среда;п– подвод;пер– перегрев;пр– прибор;пх– переохлаждение;р– рассол;ст– стенка;s– адиабатный процесс.95Список литературы1.

Абрамов, Н. Н. Водоснабжение : Учебник для вузов. / Н. Н. Абрамов. — 2е изд., перераб. и доп. — М. : Стройиздат, 1974. — 480 с.2. Авакян, А. Б. Комплексное использование и охрана водных ресурсов :Учеб. пособие / А. Б. Авакян, В. М. Широков. — Минск : Университетское, 1990.— 240 с.3. Алексеев, В. С. Совершенствование и развитие водного хозяйства региона/ В. С. Алексеев, С.

Н. Ильин, Н. П. Куранов [и др.] ; под ред. Э. В. Парахонского.— Вологда, 2001. — 206 с.4. АО «НПЦ газотурбостроения «Салют» [Электронный ресурс]. — Режимдоступа: http://www.salut.ru.5. АО «СвердНИИхиммаш» [Электронный ресурс]. — Режим доступа:http://sverd.ru.6. Баландина, А. Г. Развитие мембранных технологий и возможность ихприменения для очистки сточных вод предприятий химии и нефтехимии[Электронный ресурс] / А. Г. Баландина, Р. И.

Хангильдин, И. Г. Ибрагимов [и др.]// Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело». — 2015. —№ 5. — С.336375.—Режимдоступа:http://ogbus.ru/issues/5_2015/ogbus_5_2015_p336-375_BalandinaAG_ru.pdf.7. Бирюк, В. В. Исследование влияния степени вакуумирования внутреннейполостииспарителя-конденсаторанаэнергоэффективностьвакуумно-дистилляционной установки / В. В. Бирюк, Е. В.

Благин, Ю. С. Елисеев // ВестникБрестского государственного университета. — 2016. — № 4(100). — С. 14–18.8. Бояркина, О. А. Обзор международного рынка воды / О. А. Бояркина //Доклады участников Проекта ФУР на круглом столе «Рациональное управлениеводными ресурсами в условиях перехода к устойчивому развитию». — М. : МГУ,2011.969. Бурмисторов, А. В. Бесконтактные вакуумные насосы : Учебное пособие /А. В. Бурмисторов, С. И. Саликеев ; Федеральное агентство по образованию, Гос.образовательноеучреждениевысш.проф.образованияКазанскийгос.технологический ун-т.

— Казань : КГТУ, 2010. — 101 с.10. Бухарицин, П. И. Оценка современного состояния водных ресурсовконтинентальных регионов земного шара / П. И. Бухарицин, М. Куасси // Геология,география и глобальная энергия. — 2011. — № 1. — С. 121–132.11. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов ижидкостей. — 2-е изд. — М. : Наука, 1972. — 720 с.12. Всемирная организация здравоохранения. Вода [Электронный ресурс]. —Режим доступа: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs391/ru/.13. Гончарова, М. В.

Поваренная соль и ее растворы : справочник / сост.М. В. Гончарова [и др.] ; под редакцией И. В. Остроухова. — Ленинград : Химия,1970. — 101 с.14. Государственный доклад «О состоянии и использовании водных ресурсовРоссийской Федерации в 2014 году». — М. : НИА-Природа, 2015. — 270 с.15. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей средыРоссийской Федерации в 2015 году».

— М. : Минприроды России ; НИА-Природа.— 2016. — 639 с.16. Грачева, Л. И. Использование энергии солнца для опреснения воды /Л. И. Грачева, С. А. Карпова, О. С. Литвищенко. — Симферополь : Таврида, 2004.— 129 с.17. Данилов, В. И.Глобальнаяпроблемадефицитапреснойводы/В. И. Данилов-Данильян // Век глобализации. — 2008. — Том 1. — С. 45–46.18. Данилов-Данильян В. И. Потребление воды: эколог., экон., соц., и полит.Аспекты / В. И. Данилов-Данильян, К. С. Лосев ; Ин-т водных проблем РАН. —М. : Наука, 2006. — 221 с.9719. Деев, В.

И. Исследование механизма кипения воды при пониженныхдавлениях / В. И. Деев, В. В. Гусев, Г. П. Дубровский // Теплоэнергетика. — 1965.— № 8.1. — С. 73–75.20. Десятов, А. В. Опыт использования мембранных технологий для очисткии опреснения воды / А. В. Десятов ; под ред. А.С. Коротеева — М. : Химия, 2008 г.— 240 с.21.