Моделирование процесса кристаллизации воды в ультразвуковом поле
DOI:
https://doi.org/10.15673/2073-8684.30/2015.38432Ключевые слова:
водоподготовка, моделирование, энергоэффективность, блочное вымораживание, акустические интенсификаторыАннотация
В работе рассмотрены перспективы и научно-технические противоречия низкотемпературных технологий водоподготовки. Среди них особое место занимают вымораживающие опреснительные установки блочного типа. Принцип блочного вымораживания устраняет системные потери холода, которые характерны для традиционных установок криоконцентрирования. Дальнейшие исследования по совершенствованию технологий блочного вымораживания направлены на интенсификацию процессов массопереноса в процессе формирования льда. Именно кристаллизация определяет продолжительность процесса вымораживания, как в установках блочного типа, так и в традиционных криоконцентраторах. Показано, что время, затраченное на процесс водоподготовки, уменьшается при воздействии на систему кристалл-вода акустических полей. Для двухфазных систем «лед – раствор» в связи с многообразием динамических структур, их сложным и неопределенным характером, возможность общего математического описания кристаллизации из раствора в условиях комбинированных воздействий в настоящее время сомнительна. Поэтому, при моделировании этой задачи целесообразно максимально использовать те подходы, которые известны при анализе двухфазных потоков при отсутствии внешних воздействий, а, также, исследования по интенсификации теплообмена с помощью различных полей. В работе рассмотрены перспективы и научно-технические противоречия низкотемпературных технологий водоподготовки. Приведена математическая формулировка задачи формирования блока льда. Рассмотрены математические модели кристаллизации в условиях ультразвукового поля. Проведен анализ задачи методами теории обобщенных переменных.
Библиографические ссылки
Water Quality and Health Strategy 2013-2020. (2013). Retrieved February 11, 2015.
Coca-Prados, J., Gutierrez-Cervello, G. (2009). Water Purification and Management. Springer.
Gertsen, N., Sonderby, L.. (2009). Water Purification. New York: Nova Science Publishers, Inc.
Rjabchikov, B.E. (2005). Sovremennye metody podgotovki vody. Minsk.
Dytnersknj, J. I. (1978) Obratnyj osmos i ul'trafil'tracija. M. Himija.
Chernozubov, V.B., Podbereznyj, V.L., Tokmancev N.K. (1994). Tehnika termicheskogo opresnenija vody v sistemah vodopodgotovki i likvidacii solesoderzhashhih promyshlennyh stokov. Jekologija i tehnologija. Moskva.
Burdo, O.G., Ofatenko, O.O. Analiz processov demineralizacii vody. (2009). Zb. nauk. prac ONAHT, 35, 287-292.
Burdo, O.G. (1988).Sovershenstvovanie processov i apparatov pishhevoj i holodil'noj tehnologij na osnove avtonomnyh teploperedajushhih ustrojstv. Dis. d.t.n., Odessa.
Burdo, O.G. (2009). Holodil'nye tehnologii v sisteme APK. Odessa: Poligraf.
Burdo, O.G., Milinchuk, S.I., Mordynskij, V.P., Harenko, D.A. (2011). Tehnika blochnogo vymorazhivanija. Odessa: Poligraf.
Lykov, A.V. (1978). Teplomassoobmen: Spravochnik. Moscow: Jenergija.
Ubbenjans, B., Frank-Rotsch, Ch., Virbulis, J., Nacke B., Rudolph, P. (2010). Influence of Ultrasonic Treatment on Crystal Growth From Melt. International Scientific Colloquium Modelling for Material Processing. Riga.
Timoshenko, I.V. (2008). Issledovanie vlijanija akusticheskogo polja na teplo-, massoperenos. Dis. k.t.n., Taganrog.
Legay, M., Gondrexon, N., Le Person, S., Boldo, P., Bontemps, A. (2011). Enhancement of Heat Transfer by Ultrasound:Review and Recent Advances. Hindawi Publishing Corporation International Journal of Chemical Engineering, 2011, Article ID 670108. , DOI: http://dx.doi.org/10.1155/2011/670108
