Моделирование тепломассообменных процессов при испытаниях технологического оборудования автономных комплексов

Инженерный журнал: наука и инновации

# 10·2016 1

УДК 629.7.085:629.764.7 DOI 10.18698/2308-6033-2016-10-1540

Моделирование тепломассообменных процессов

при испытаниях технологического оборудования

автономных комплексов

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Длительные тепловые испытания технологического оборудования, предназначен-

ного для обеспечения функционирования автономных технических комплексов при

повышенных значениях температур, проводят в целях подтверждения его эффек-

тивной работоспособности и надежности в условиях, приближенных к эксплуа-

тационным. Рассмотрена технология проведения тепловых испытаний оборудо-

вания, основанная на размещении его элементов в открытом резервуаре с нагре-

той водой. При организации длительных тепловых испытаний оборудования

требуется снижение затрат энергии и потерь воды от испарения с открытой

поверхности резервуара, что в свою очередь требует определения и анализа пара-

метров тепломассообмена между наружным воздухом и наполненным водой от-

крытым резервуаром с расположенным в нем технологическим оборудованием.

Рассмотрены математические модели и результаты моделирования темпера-

турного режима и массообмена открытого резервуара с водой при проведении

тепловых испытаний технологического оборудования. Для уменьшения затрат

энергии и испарения воды со свободной поверхности резервуара проведены оценки

размещения на поверхности воды полых сферических изоляторов и показана воз-

можность снижения потоков массы воды от испарения более чем на порядок при

уменьшении энергопотребления испытательного оборудования более чем в 2 раза.

Ключевые слова:

резервуар, нагрев воды, испарение воды, моделирование тепло-

массопереноса.

Введение.

На автономных объектах технических комплексов

различного назначения предъявляются жесткие требования к работо-

способности технологического оборудования при повышенных зна-

чениях температур. В связи с этим проводят предварительные тепло-

вые испытания элементов оборудования в условиях, приближенных к

условиям эксплуатации.

Одним из вариантов проведения тепловых испытаний технологи-

ческого оборудования, представленного на рис. 1, является размеще-

ние его элементов в открытом резервуаре с нагретой водой, темпера-

тура которой поддерживается в заданном интервале значений в тече-

ние длительного времени с использованием блока нагревателей,

оборудованного системой автоматического поддержания температуры.

Тепловые испытания технологического оборудования — это энер-

гоемкие и длительные процессы: требуется определять параметры

нагрева открытого резервуара с водой и расположенным в нем техноло-

гическим оборудованием, а также массообмена воды с наружным воз-

духом на основе моделирования тепломассообменных процессов.