Визначення кінетичних закономірностей тепло- та масообміну у колонному теплообміннику з безпосереднім контактом фаз
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298798Ключові слова:
контактний теплообмінник, двопоточна тарілка, теплообмін, розчин хлориду натрію, газові викиди, утилізація теплових відходів, нетрадиційні джерела теплової енергії, коефіцієнт передачі ентальпіїАнотація
Об’єктом дослідження були процеси тепломасообміну в колонному теплообміннику з безпосереднім контактом фаз. Досліджувана проблема пов’язана з необхідністю визначення оцінок кінетичних характеристик теплообміну при концентруванні розчинів у контактному теплообміннику, оснащеному двопоточними тарілками. Зокрема, передбачалося, що визначення впливу швидкості газу в апаратові і щільності зрошення тарілок рідиною, а також геометрії тарілок, на кінетичні коефіцієнти дасть змогу виявити закономірності теплообміну і масообміну між рідиною і контактуючим з нею повітрям в колонному апарату. Визначено, що для збільшення інтенсивності масообміну в газі та теплообміну в рідині необхідно збільшувати значення швидкості газу та щільності зрошення. Тоді швидкість газу та щільність зрошення приблизно однаково впливають на інтенсивність масообміну в газі та теплообміну в рідині. При дослідженні впливу геометрії тарілки на кінетичні коефіцієнти тепловіддачі в рідині та масообміну в газі встановлено, що величина частки вільного перерізу тарілки має вирішальний вплив на значення розглянутих кінетичних коефіцієнтів.
Отримано узагальнене рівняння, яке дає змогу не тільки розрахувати коефіцієнт передачі ентальпії при взаємодії розчину хлориду натрію з повітрям, а й визначити лімітуючу стадію цього процесу.
Отримані результати можуть бути використані в розробці установки концентрування гарячого розчину хлориду натрію випаровуванням води при продуванні повітрям в контактному теплообміннику. Це може дати змогу отримання кристалічного хлориду натрію з використанням вторинних енергоресурсів та інших нетрадиційних джерел теплової енергії
Посилання
- Kalantari, H., Amiri, L., Ghoreishi‐Madiseh, S. A. (2021). Analysis of the performance of direct contact heat exchange systems for application in mine waste heat recovery. International Journal of Energy Research, 46 (1), 290–307. https://doi.org/10.1002/er.6734
- Jacobs, H. R. (2011). Direct contact heat exchangers. A-to-Z Guide to Thermodynamics, Heat and Mass Transfer, and Fluids Engineering. https://doi.org/10.1615/atoz.d.direct_contact_heat_exchangers
- Lage, P. L. C., Campos, F. B. (2004). Advances in Direct Contact Evaporator Design. Chemical Engineering & Technology, 27 (1), 91–96. https://doi.org/10.1002/ceat.200401760
- Sergeev, Yu. A., Gorlovskii, D. M., Basargin, B. N., Kucheryavyi, V. I., Gladkov, V. A. (1980). Constructions of injection-type evaporational heat exchangers (patent review). Chemical and Petroleum Engineering, 16 (6), 374–380. https://doi.org/10.1007/bf01148518
- Jouhara, H., Khordehgah, N., Almahmoud, S., Delpech, B., Chauhan, A., Tassou, S. A. (2018). Waste heat recovery technologies and applications. Thermal Science and Engineering Progress, 6, 268–289. https://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.04.017
- Taranenko, G. (2017). Hydrodynamic modeling of the operating regimes of dual-flow plates installed in columns of various diameter. ScienceRise, 6, 34–38. https://doi.org/10.15587/2313-8416.2017.103536
- TSeytlin, M. A., Rayko, V. F., Gareev, A. T. (1996). Kontaktnoe ohlazhdenie szhatyh gazov. Respublikanskiy mezhvedomstvennyy nauchno-tehnicheskiy sbornik «Energetika», 55, 85–87.
- Suhanov, A. M. Sterle, E. G. et al. (1987). Gradirnya. A.S. SU1281860A1. declareted: 01.07.87. Bul. No. 1.
- Frumin, V. M. (2000). Desorbtsiya ammiaka v distillere sodovogo proizvodstva. Vestnik Har'kovskogo gos. Politehnicheskogo Universiteta, 118, 41–42.
- Boulama, K., Galanis, N., Orfi, J. (2004). Heat and mass transfer between gas and liquid streams in direct contact. International Journal of Heat and Mass Transfer, 47 (17-18), 3669–3681. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2004.04.004
- Guo, Q., Qi, X., Sun, P., Guo, P. (2019). New explicit analytical solutions of equations for heat and mass transfer in a cooling tower energy system. Advances in Mechanical Engineering, 11 (12), 168781401989614. https://doi.org/10.1177/1687814019896147
- Luk'yanenko, T. V. (1985). Issledovanie isparitel'nogo protsessa ohlazhdeniya vody na krupnodarchatyh tarelkah. Sbornik nauchnyh trudov Gosudarstvennogo nauchno-issledovatel'skogo i proektnogo instituta osnovnoy himii (NIOHIM). Seriya: Intensifikatsiya tehnologicheskih protsessov i apparatov sodovogo i smezhnyh proizvodstv, 60.
- Mass-transfer operations. McGraw-Hill. Available at: https://www.usb.ac.ir/FileStaff/6885_2019-4-27-19-27-38.pdf
- Tseitlin, M., Raiko, V., Shestopalov, O. (2020). Heat Exchange Characteristics of Trays for Concentrating Solutions in Direct Contact with Hot Gas Emissions. Lecture Notes in Mechanical Engineering, 396–404. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50491-5_38
- Mc'Adams, W. H., Pohlens, J. B., John, R. C. (1949). Transfer of heat and mass between air and water. Chemical Engineering Progres, 45, 241–259.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Musii Tseitlin, Andrii Shkop, Oleksіi Shestopalov, Valentina Raiko, Nataliia Ponomarova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
