Моделирование процесса конденсации в вихревом аппарате
Аннотация
На данный момент практически во всех отраслях промышленности Российской Федерации обновление теплообменного оборудования является серьёзной проблемой. В первую очередь она актуальна в энергетике. Это связано как с моральным, так и особенно физическим износом теплообменников, который иногда достигает 80%. Ключевым аспектом при модернизации технологических процессов и их аппаратурного оформления является снижение массогабаритных характеристик с учетом экономии природных ресурсов и энергосбережения. При этом на передний план выходит интенсификация теплообмена.
В последнее время развитие техники идет в направлении повышения энергоэффективности технических устройств во всем диапазоне требуемых режимов эксплуатации. Интенсификация тепломассообмена способствует высокой производительности с помощью устройства меньшего размера, что эквивалентно снижению, как массогабаритных характеристик, так и энергозатрат на реализацию процесса.
Во многих секторах промышленности и в первую очередь в теплоэнергетике широко распространены такие технологические устройства как теплообменники смешивающего типа.
Для теплообменных аппаратов увеличение удельных показателей эффективности работы не может быть достигнуто в отличие от движущихся механизмов за счет повышения быстроходности. Таким образом, можно сказать, что для увеличения производительности теплообменных устройств необходима разработка принципиально новых конструкций. Из существующих на данный момент аппаратов предельная удельная эффективность достигается только в устройствах с активными гидрогазодинамическими режимами, например, циклонныхи вихревых [1,2]
Анализ их использования на промышленных предприятиях показывает, что вихревые аппараты значительно превосходят устаревшие устройства аналогичного технологического назначения.
Важной особенностью устройств с активными гидрогазодинамическими режимами является зависимость их эффективности от конструкции и рациональных режимов эксплуатации. Успешно сконструированная вихревая установка, работая в оптимальных режимах, обеспечивает максимальную эффективность процесса, повышает качественные показатели технологического продукта, позволяет экономить ресурсы и понижает количество отходов, обеспечивая прямую и косвенную защиту окружающей среды.
Именно по этой причине естественным требованием при проектировании циклонных установок из условия минимальных затрат на разработку конструкции и определения оптимальных по всем квалификационным характеристикам параметров технологического процесса является компьютерное моделирование, открывающее возможность пошагового анализа расчетной модели аппарата и разработки экспериментально обоснованных (виртуальный эксперимент с последующей верификацией) рекомендаций по дальнейшему усовершенствованию объекта проектирования.
Цель работы
Настоящая работа посвящена созданию и исследованию модели вихревого конденсатора. Произведено моделирование процесса конденсации в вихревом аппарате, а также верификация компьютерной модели с реальными экспериментами, приведенными в работах А.Р. Ляндзберга и Л.Н. Москалева.
В последнее время развитие техники идет в направлении повышения энергоэффективности технических устройств во всем диапазоне требуемых режимов эксплуатации. Интенсификация тепломассообмена способствует высокой производительности с помощью устройства меньшего размера, что эквивалентно снижению, как массогабаритных характеристик, так и энергозатрат на реализацию процесса.
Во многих секторах промышленности и в первую очередь в теплоэнергетике широко распространены такие технологические устройства как теплообменники смешивающего типа.
Для теплообменных аппаратов увеличение удельных показателей эффективности работы не может быть достигнуто в отличие от движущихся механизмов за счет повышения быстроходности. Таким образом, можно сказать, что для увеличения производительности теплообменных устройств необходима разработка принципиально новых конструкций. Из существующих на данный момент аппаратов предельная удельная эффективность достигается только в устройствах с активными гидрогазодинамическими режимами, например, циклонныхи вихревых [1,2]
Анализ их использования на промышленных предприятиях показывает, что вихревые аппараты значительно превосходят устаревшие устройства аналогичного технологического назначения.
Важной особенностью устройств с активными гидрогазодинамическими режимами является зависимость их эффективности от конструкции и рациональных режимов эксплуатации. Успешно сконструированная вихревая установка, работая в оптимальных режимах, обеспечивает максимальную эффективность процесса, повышает качественные показатели технологического продукта, позволяет экономить ресурсы и понижает количество отходов, обеспечивая прямую и косвенную защиту окружающей среды.
Именно по этой причине естественным требованием при проектировании циклонных установок из условия минимальных затрат на разработку конструкции и определения оптимальных по всем квалификационным характеристикам параметров технологического процесса является компьютерное моделирование, открывающее возможность пошагового анализа расчетной модели аппарата и разработки экспериментально обоснованных (виртуальный эксперимент с последующей верификацией) рекомендаций по дальнейшему усовершенствованию объекта проектирования.
Цель работы
Настоящая работа посвящена созданию и исследованию модели вихревого конденсатора. Произведено моделирование процесса конденсации в вихревом аппарате, а также верификация компьютерной модели с реальными экспериментами, приведенными в работах А.Р. Ляндзберга и Л.Н. Москалева.