Моделирование процессов термической деаэрации воды на основе матричной формализации расчета тепломассообменных установок

摘要

В рамках матричной формализации расчета тепломассообменных установок разработаны математические модели процессов тепломассообмена между водой и водяным паром и десорбции из воды растворенного кислорода в деаэрационных элементах струйного и барботажного типов. Для определения площади межфазной поверхности в рассматриваемых элементах использованы известные методы расчета гидродинамических процессов, модифицированные для отдельных случаев с учетом дополнительных влияющих факторов. По результатам экспериментальных исследований процессов деаэрации воды в деаэраторах моделей ДА-300м и ДСА-300 типовых конструкций, проведенных с отбором проб воды из внутренних элементов, выполнена идентификация моделей тепломассообмена и десорбции растворенного кислорода и разработано их эмпирическое обеспечение в виде критериальных уравнений для расчета средних по межфазной поверхности в элементе коэффициентов тепло- и массопередачи. С использованием методов статистического анализа определены характеристики точности полученного замкнутого математического описания процессов термической деаэрации воды в рассматриваемых деаэрационных элементах. В соответствии с правилами матричной формализации расчета тепломассообменных установок путем синтеза математических моделей отдельных деаэрационных элементов составлены математические модели деаэраторов различных конструкций для конкретных практически значимых случаев. Полученные модели использованы при режимной наладке и конструктивном совершенствовании промышленных деаэрацион- ныхустановок. В результате исследований установлено, что разработанные математические модели в совокупности с их эмпирическим обеспечением позволяют с приемлемой точностью определять показатели эффективности деаэрации воды при проектировании новых и эксплуатации существующих деаэрационных установок ТЭС и промышленных предприятий.