Лаптев Анатолий Григорьевич – профессор, д.т.н., профессор кафедры «Инженерная экология и безопасность труда»
Казань
Anatoly G. Laptev – Professor, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of «Engineering Ecology and Labor Safety»
Kazan
Лаптева Елена Анатольевна – доцент, к.т.н., доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий, строительство зданий и сооружений»
Казань
Elena A. Lapteva – Associate Professor, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Department of «Energy-Saving technologies and energy supply of enterprises»
Kazan
Аласгарли Сеймур Ульви Оглы – аспирант кафедры «Инженерная экология и безопасность труда»
Казань
Seymour Ulvi Ogly Alasgarli – Postgraduate student of the Department of Engineering Ecology and Labor Safety
Kazan
ЦЕЛЬ. Рассмотреть и решить задачу определения тепломассообменной эффективности и конструктивных характеристик барботажных ситчатых тарелок при охлаждении жидкой фазы и нагрева газа. Моделируется процесс контактного испарительного охлаждения воды воздухом в турбулентном барботажном слое при пенном режиме.
МЕТОДЫ. Использован подход с применением тепловых и массообменных чисел единиц переноса, где коэффициенты тепло- и массоотдачи вычисляются по критериальным выражениям или математической модели. Записано дифференциальное уравнение теплообмена в жидкой фазе с межфазным источником теплоты и уравнением баланса.
РЕЗУЛЬТАТЫ. Приняты известные допущения о идеальном вытеснении газовой фазы по высоте газожидкостного слоя. Рассмотрены частные случаи записи уравнения теплообмена в виде ячеечной модели структуры потока жидкой фазы. Дан алгоритм определения термодинамических параметров при охлаждении воды воздухом с расчетом профилей температур воды и воздуха по длине ситчатой тарелки. Показаны примеры расчетов температуры охлаждаемой воды и нагреваемого воздуха при различной структуре потока и сравнение с аналогичным процессом на макете градирни с регулярной сетчатой насадкой. Сделаны выводы об эффективности барботажных и насадочных аппаратов. Представленная математическая модель и алгоритм расчета может использоваться при проектировании или модернизации барботажных аппаратов в различных отраслях промышленности и энергетике.
THE PURPOSE. Consider and solve the problem of determining the heat and mass exchange efficiency and design characteristics of bubble strainer plates during liquid phase cooling and gas heating. Simulate the process of contact evaporative cooling of water with air in turbulent bubble layer under foam mode.
METHODS. The approach is used using heat and mass exchange numbers of transfer units, where coefficients of heat and mass transfer are calculated by criteria expressions or mathematical model. A differential equation for heat exchange in the liquid phase with an inter-phase heat source and a balance equation is written.
RESULTS. There are known assumptions about the ideal displacement of the gas phase by the height of the gas-liquid layer. The article considers specific cases of recording of heat exchange equation in the form of cell model of liquid phase flow structure. The algorithm of determination of thermodynamic parameters at cooling water by air with calculation of profiles of water and air temperatures along the length of strained plate is given. Examples of calculation of temperature of cooled water and heated air with different flow structure and comparison with the similar process on the cooling tower model with regular mesh nozzle are shown. The conclusions about the effectiveness of bubble and nozzle devices are made. The presented mathematical model and calculation algorithm can be used in the design or modernization of barbotage devices in various industries and energy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.