УЗАГАЛЬНЮЮЧА МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ ВІДКЛАДЕНЬ НА ПОВЕРХНІ ТЕПЛОПЕРЕДАЧІ У БЕЗРОЗМІРНОЇ ФОРМІ ТА ЇЇ ВПРОВАДЖЕННЯ ДЛЯ РОЗРАХУНКУ ПЛАСТИНЧАСТОГО ТЕПЛООБМІННИКА
DOI:
https://doi.org/10.20998/2220-4784.2018.40.05Ключові слова:
математична модель, пластинчатий теплообмінник, поверхня теплопередачі, забруднення поверхні теплопередачіАнотація
Розроблена узагальнена математична модель формування забруднень на поверхні теплопередачі пластинчатого теплообмінника. Модель представлена системою звичайних диференційних рівнянь і враховує розподіл параметрів процесу вздовж каналу пластинчатого теплообмінника, що дозволяє прогнозувати розвиток забруднення у часі в різних місцях продовж довжини каналу. Модель представлена в безрозмірній формі, що дозволяє розширити діапазон її використання на більш широкий клас явищ забруднень теплопередаючих поверхонь в умовах, коли інтенсивність процесу контролюється масопереносом в основному потоці і швидкістю реакції на межі розділу рідкої та твердої фаз. Використання представленої моделі формування забруднень дозволило розробити математичну модель формування забруднень в каналах пластинчатого теплообмінника с урахуванням змін основних параметрів процесу вздовж поверхні теплопередачі. Для перевірки отриманої моделі і визначення присутніх в ній безрозмірних параметрів планується проведення розрахунків для конкретних умов та порівняння з даними експериментальних досліджень в промислових випробуваннях пластинчатих теплообмінників при роботі з середовищами, схильними до утворення забруднень на теплопередаючій поверхні.Посилання
Kapustenko P.O., Kuzin A.K., Makarovsky E.L., Tovazhnjans'kij L.L., Ulyev L.M., Chernaya E.B. (2004). Alternativnaya energetika I energozberezheniye: sovremennoe sostoyanie i perspektivy. OOO Publisher «Around the world», Kharkiv, Ukraine.
Klemeš J.J., Arsenyeva O., Kapustenko P., Tovazhnyanskyy L., 2015. Compact Heat Exchangers for Energy Transfer Intensification: Low Grade Heat and Fouling Mitigation. CRC Press, Boca Raton, FL, USA.
Kapustenko P., Boldyryev S., Arsenyeva O., Khavin G. The use of plate heat exchangers to improve energy efficiency in phosphoric acid production. Journal of Cleaner Production, 2009, 17(10), – pp. 951–958.
Gogenko A.L., Anipko O.B., Arsenyeva O.P., Kapustenko P.O. Accounting for fouling in plate heat exchanger design. Chemical Engineering Transactions, 2007, 12, – pp. 207–212.
Kapustenko P., Arsenyeva O., Matsegora O., Kusakov S., Tovazhnianskyi V. The mathematical modelling of fouling formation along PHE heat transfer surface, Chemical Engineering Transactions, 2017, 61, – pp. 247–252.
Yeap B.L., Wilson D.I., Polley G.T., Pugh S.J. Mitigation of crude oil refinery heat exchanger fouling through retrofits based on thermo-hydraulic fouling models. Chemical Engineering Research and Design, 2004, 82(1), – pp. 53–71.
Epstein N., 2011. Comments on «Relate Crude Oil Fouling Research to Field Fouling Observations by Joshi et al.». In Proc. International Conference on Heat Exchanger Fouling and Cleaning, 2011, – pp. 62–64.
Yang M., Crittenden B. Fouling thresholds in bare tubes and tubes fitted with inserts, Applied Energy, 2012, 89, – pp. 67–73.
Arsenyeva O.P., Crittenden B., Yang M., Kapustenko P.O. Accounting for the thermal resistance of cooling water fouling in plate heat exchangers. Applied Thermal Engineering, 2013, 61(1), – 53–59.
Demirskiy O.V., Kapustenko P.O., Arsenyeva O.P., Matsegora O.I., Pugach Y.A. Prediction of fouling tendency in PHE by data of on-site monitoring. Case study at sugar factory. Applied Thermal Engineering, 2018, 128, – pp. 1074–1081.
Einstein A. Investigation on the Theory of the Brownian Movement. Annalen der Physik, 1906, (4) 19, – pp. 371–381.
Wilke C.R., Chang P. Correlation of diffusion coefficients in dilute solutions. AIChE J, 1955, 1(2), – pp. 264–270.
Karunanithi B., Bogeshwaran K. Liquid Diffusion-Measurement and Correlation of Diffusion Coefficient in Acetic acid-Carbon tetra chloride System. International Journal of ChemTech Research, 2016, 9(08), – pp. 465–478.
Zhang Y., Xu Z. Atomic radii of noble gas elements in condensed phases. American Mineralogist, 1995, 80(7–8), 670–675.
Kapustenko P., Arsenyeva O., Matsegora O., Kusakov S, Tovazhnianskyi V. The mathematical modelling of fouling formation along PHE heat transfer surface, Chemical Engineering Transactions, 2017, 61, – pp. 247–252.
Kapustenko P., Arsenyeva O., Dolgonosova O. The heat and momentum transfers relation in channels of plate heat exchangers, Chemical Engineering Transactions, 2011, 25, – pp. 357–362.
Arsenyeva O., Kapustenko P., Tovazhnyanskyy L., Khavin G. The influence of plate corrugations geometry on plate heat exchanger performance in specified process conditions. Energy, 2013, 57, – pp. 201–207.
Arsenyeva O.P., Tovazhnyanskyy L.L., Kapustenko P.O., Khavin G.L. The Generalized Correlation for Friction Factor in Criss-cross Flow Channels of Plate Heat Exchangers, Chemical Engineering Transactions, 2011, 25, – рр. 399–404.
