ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оптимизация теплового и массообменного КПД в триадных координатах энергия, экология, инвестиции из "Топливо Кн1" Формулы табл. 4.21 и рис. 4,10-4.12 дают представление об оценке тепломассообменных КПД при некоторых фиксированных отношениях теплоемкостей или массо-емкостей, участвующих в тепломассообмене сред. Такой подход был распространен до недавнего времени в литературе, но как показывает анализ, он не соответствует реальному функционированию энерготехнологических агрегатов. [c.308] Такой тепломассообменный режим работы энерготехнологических агрегатов В. Г. Лисиенко был назван режимом тепломассообменного управления (ТМОУ), или авто-генерации [4.22,4.23,4.74,4.76,4.80]. [c.309] Применительно к этому режиму ТМОУ было обнаружено проявление ряда ранее отчетливо не фиксировавшихся новых эффектов, играюнщх, как оказалось, существенную роль в работе энерготехнологических агрегатов и в принятии правильных, обоснованных решений по энергосбережению. [c.309] Это явление было определено как явление тепломассообменной автогенерации КПД по величинам отношений тепломассоемкостей потоков [4.22,4.23, 4.73,4.74]. [c.310] Эти критические значения зависят от температурно-концентрационных потенциалов и и хнм- Например, для теплообменного противотока величина = In [1 - (6 i ) ] . [c.310] Наличие критериальной связи (4.107) свидетельствует о взаимоопределяемости и взаимозависимости тепломассообменных КПД (завершенностей) совместно протекающих теплообменных и массообменных (физико-химических) процессов в режиме ТМОУ. Уравнение (4,107) как раз и отражает эту характерную связь, которую можно охарактеризовать как явление термохимической автогенерации тепломассообменных КПД. При этом увеличение одного ю КПД (теплообменного или массообменного) должно приводить к соответствующему увеличению другого КПД. При этом существуют связи значений, определяющие тепломассообменные кризисы нижнего и верхнего уровня [4.73]. [c.312] величины и лишь синхронно могут стать равными нулю = О, т.е. [c.312] Для условий верхнего массообменного кризиса максимальная величина отношения т = определяется как это видно из табл. 4.22 значением /я = а для теплообменных процессов соотношением Очевидно, что при этом тепломассообменный кризис верхнего уровня будет определяться тем процессом, который имеет меньшее значение /я . [c.312] В целом открытие режима тепломассообменного управления и сопутствующих ему явлений позволяет на новой информационной основе анализировать возможности повышения эффективности энерготехнологических процессов, в которых, как правило, одновременно и протекают взаимосвязанные теплообменные и различные физико-химические процессы. Так, весьма большая крутизна Э-И-характеристик вблизи кризисных точек свидетельствует о высокой степени риска попадания в нулевую кризисную зону в случае даже незначительных ошибок проектирования, например, по выбору необходимых поверхностей реагирования, требует высокой ответственности при принятии решений по проектированию и реконструкции, по проблемам энергосбережения. Особенно высоким рискам такого рода подвергаются процессы в условиях функционирования при сравнительно низких КПД, что уже с позиций обеспечения устойчивой работы требует необходимости увеличения КПД. Сложные связи теплообменных и физико-химических процессов в условиях термохимической автогенерации (см. уравнение (4.107)) свидетельствует о необходимости всестороннего комплексного их анализа для оценки эффективности принятия решений по увеличению КПД (завершенности) процессов и соответствующего снижения энергопотребления. [c.312] Полученные соотношения позволяют более обоснованно анализировать прямые тепломассообменные КПД (степени завершенности), физико-химических и теплообменных процессов в критериальном виде (см. рис. 4.13), используя характеристики эффективность-интенсивность процессов (Э-И-характеристики). [c.313] Остановимся дополнительно на прикладных аспектах разработанной методики. Использование этих представлений позволяет с единых позиций судить об эффективности развития совместно протекающих физико-химических и теплообменных процессов, выявить их характерные особенности, более наглядно и обоснованно судить о лимитирующих звеньях и возможных путях повышения их эффективности, расширяет информативную базу процессов. [c.313] Как указывалось, при проектировании и эксплуатации пирометаллургических процессов весьма полезно проанализировать Э-И-характеристики. [c.313] на рис. 4.13, 4 точки на кривых бив показывают характерные для доменных печей параметры (г = 0,835 и Т1 = 0,870, см. также табл. 4.23). [c.313] Эти значения свидетельствуют о высокой степени завершенности физико-химических процессов (восстановления) ддя верха доменной печи и о трудности дальнейшего увеличения изменением факторов, входящих в критерий интенсификации (коэффициент массоотдачи, поверхность реагирования). [c.314] Возвращаясь к рис. 4.13,5 и сопоставляя его с рис. 4.9, можно констатировать, что применение в нагревательных печах (типа представленной на рис. 4.13, ) тепловой регенерации при Лр = 0,6 позволяет увеличить тепловую эффективность до уровня около л, = 0,65-0,7. [c.314] Не использование в процессе восстановления окатышей теплоты отходящих газов, тепловых рекуперативных связей, несмотря на достаточную сложность других регенеративных связей, служит одной из причин сравнительно малого теплового КПД г и обобщенного химико-теплового КПД (соответственно 0,389 и 0,509). [c.315] В доменной печи теплообменный КПД, несмотря на высокую степень завершенности процессов теплообмена, в данном случае также невысок = 0,552, что является следствием применения горячего агаомерата. Во всяком случае, как для доменной печи, так и для процесса восстановления окатышей существуют определенные резервы увеличения физико-химического и, главным образом, теплообменного КПД. Например, в доменной печи это связано, как известно, с возможностью лучшей подготовки компонентов шихты, увеличением равномерности распределения газов по сечению шахты, некоторым увеличением соотношения п за счет обогащения дутья кислородом и т.д. Сравнительно низкие теплообменные КПД и неиспользование тепла колошниковых газов в этих процессах существенно снижают их суммарные энергетические КПД. [c.315] Вернуться к основной статье