ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Математическое описание процессов в паро-жидкостном пространстве из "Расчет и моделирование выпарных установок " Во многих работах рассматривались вопросы математического описания паро-жидкостных пространств испарителей и выпарных аппаратов. [c.23] Левачев показал, что выпарной аппарат приближенно может описываться линейными дифференциальными уравнениями, и получил уравнение динамики по концентрации, определяющейся измерением разности между температурой кипения раствора и температурой пара при давлении в аппарате (по величине физико-химической температурной депрессии). Исследования производились для растворов NaOH. Уравнение выводилось с допущением, что уровень в аппарате постоянный, температурная депрессия линейно зависит от концентрации. При получении передаточной функции аппарата допускалось также, что звенья аппарата — линейные и детектирующие. Эти допущения несколько ограничивают область применения уравнения. [c.24] В работах А. Г. Левачева впервые в достаточно полном объеме исследована динамика выпарного аппарата по концентрации, проведена экспериментальная проверка полученных формул и показана возможность экспериментального определения переходной характеристики выпарного аппарата в эксплуатационных условиях с помощью общепромышленных контрольно-измерительных приборов. [c.24] В работе И. А. Андерсона и других изучалась динамика одноступенчатого выпарного аппарата при постоянном давлении. Полученные уравнения линеаризованы. Уровень жидкости в аппарате принимался постоянным, тепловая емкость греющей камеры не учитывалась. Экспериментальная проверка показала хорошее совпадение с расчетными данными при небольших возмущениях. [c.24] На основе приведенного краткого обзора исследований и методов расчета переходных процессов в выпарных установках можно сделать вывод, что отсутствует достаточно полная система уравнений, описывающая переходные процессы в выпарном аппарате по различным параметрам с учетом их взаимосвязи. Отсутствует также система уравнений, описывающая переходные процессы в МВУ. [c.24] При разработке методов расчета установившихся и переходных процессов в МВУ целесообразно использовать опыт, накопленный отечественными и зарубежными учеными по исследованию и расчету переходных процессов в теплотехнических объектах, в которых происходят процессы, аналогичные процессам в выпарных аппаратах. Ниже приводится краткий обзор этих работ. [c.24] Значительный вклад в исследование динамики паровых котлов внесли отечественные ученые, которые продолжили развитие идей И. А. Вышнеградского и И. Н. Вознесенского. В Центральном котло- турбинном институте им. И. И. Ползунова на протяжении нескольких десятилетий проводятся систематические работы по исследованию и разработке методов расчета динамики паровых котлов. Значитель-нке работы выполнены также во Всесоюзном теплотехническом институте им. Ф. Дзержинского, Московском Энергетическом институте, Центральном научно-исследовательском институте комплексной автоматизации и других организациях. [c.25] Систему уравнений динамики котла получил 3. Я. Бейрах на основе линеаризованных уравнений материального и теплового баланса для давления, уровня, температуры перегретого пара и давления в топке. В работе рассмотрена система уравнений котла с естественной циркуляцией и кипящим экономайзером. Изменение объема пара под зеркалом испарения в этих работах не учитывалось. Вывод уравнений и их линеаризация произведены в четкой, последовательной форме общая методология этих работ может быть использована при составлении уравнений динамики выпарной установки. [c.25] Дальнейшие работы по динамике паровых котлов были посвящены направлению, указанному И. Н. Вознесенским, — учету изменения в переходном процессе количества пара, находящегося под зеркалом испарения. При этом работы развивались в двух направлениях. Работы первого направления основывались на предположении, что статическая зависимость объема пара под зеркалом испарения от давления и расхода пара сохраняется -при переходных процессах. В работах второго направления изменение величины объема пара под зеркалом испарения определяется на основе изучения изменения в переходном режиме величины относительной доли сечения труб, занятых паром. [c.25] Глухов Он получил уравнение для расчета переходного процесса и произвел его экспериментальную проверку. Эти работы представляют интерес при исследовании динамики МВУ по концентрации. [c.26] Рассмотрим теперь методику математического описания парожидкостного пространства выпарного аппарата . [c.27] Паро-жидкостное пространство выпарного аппарата можно, аналогично паровому котлу, рассмотреть как четыре взаимосвязанные сосредоточенные емкости кипящая жидкость, пар под зеркалом испарения, пространство вторичного пара, а также металл корпуса, мешалок и т. п. [c.27] Для математического описания переходных процессов в парожидкостном пространстве рассмотрим совместно уравнения материального и теплового баланса для каждой емкости. [c.27] Плотность и теплоемкость раствора принимаются в дальнейшем постоянными для данного аппарата. [c.28] Эти зависимости можно ввести в основные уравнения, однако при этом их трудно решать. Необходимость в использовании зависимостей может возникнуть при расчете переходных процессов в аппаратах периодического действия, когда параметры меняются в значительных пределах, а также при больших возмущениях. [c.28] Член A в уравнении (1,44) характеризует изменение количества жидкости в аппарате при фазовых переходах, происходящих в связи с тепловым воздействием, а член В в уравнении (1,45) характеризует изменение внутренней энергии жидкости при подводе или отводе массы жидкости. Наличие члена А свидетельствует о том, что при материальном балансе 5о — — И = 0 количество жидкой фазы в аппарате будет изменяться вследствие подвода или отвода тепла (А 0), а члена В — о том, что при тепловом балансе AQ = О температура в аппарате- будет изменяться при подводе или отводе массы жидкости и пара (5о — S — И т О). [c.29] Влияние подвода или отвода тепла на изменение количества жидкости в аппарате и подвода или отвода массы на изменение температуры кипящей жидкости имеет принципиальное значение при изучении динамики паро-жидкостных пространств. Однако при изучении переходных процессов в выпарных аппаратах в первом приближении этим влиянием можно пренебречь. [c.30] При расчете и исследованиях изменения уровня в переходных процессах необходимо учитывать, что в выпарных аппаратах различают пьезометрический (гидростатический) и видимый уровни. Ввиду значительных трудностей контроля видимого уровня, связанных со сложностью измерений малых перепадов давления вязких растворов и суспензий, сложностью конструктивного выполнения отбора импульса, а также тем, что регулирование гидростатического уровня обеспечивает во многих случаях хорошее качество работы выпарного аппарата, аппараты с встроенной поверхностью нагрева оборудованы, как правило, датчиками, измеряющими пьезометрический уровень. [c.31] В аппаратах с вынесенной поверхностью нагрева можно измерять гидростатический уровень, если поток паро-жидкостной смеси не сильно закручен. В противном случае используются бесконтактные уровнемеры, при этом наросодержание жидкости в сепараторе практически равно нулю и, следовательно, также измеряется гидростатический уровень. [c.31] Вернуться к основной статье