В даній роботі запропоновано новий спосіб нейтралізації конденсату продуктів згоряння природного газу без використання хімічних реагентів з метою його повторного використання для промис-лових потреб, а також як води для живлення водогрійних котлів промислових і комунальних котельних. Висунуто гіпотезу, що конденсат димових газів за своїм складом є знесоленою водою, що наближається до дистильованої води з присутніми в ньому діоксидом вуглецю в розчиненому стані і у вигляді стабільних на-норозмірних бульбашок (bubstones), вугільної кислоти і газової фази у вигляді мікробульбашок, що містять суміш діоксиду вуглецю з азотом. Новизною даної роботи є виконане аналітичне дослідження процесу де-сорбції діоксиду вуглецю з конденсату способом дискретно-імпульсного введення енергії, розроблена робоча конструкторська документація на виготовлення дослідного зразка установки, виготовлений дослідний зра-зок установки для нейтралізації конденсату продуктів згоряння газу без використання реагентів. Створе-ний дослідний зразок установки дозволить зменшити витрати на підготовку води для живлення котлів за рахунок використання нейтралізованого конденсату і скоротити кількість стічних вод. Використання дос-лідного зразка установки нейтралізації конденсату дозволить поліпшити стан довкілля шляхом зменшення кількості стоків (хімічно забрудненого нейтралізованого конденсату і відходів установок пом’якшення во-ди), раціонально використовувати водні ресурси за рахунок зниження потреби у природній воді (у випадку повторного використання нейтралізованого конденсату).
Статтю присвячено застосуванню потужних кавітаційних механізмів, які на сьогодні є одним з найбільш діючих способів досягнення високих енергетичних показників у технологіях обробки рідинних дисперсних середовищ. На базі літературного огляду встановлено, що застосування кавітаційних пристроїв дозволяє радикально впливати на характер протікання тепломасообмінних, гідродинамічних, хімічних та біофізичних процесів на мікро- та нанорівнях. Описано принцип роботи розробленого в Інституті технічної теплофізики НАН України кавітаційного реактора пульсаційного типу для екстракції рослинної сировини. Проаналізовано основні динамічні ефекти, які інтенсифікують процеси гідродинаміки і тепломасообміну в пульсаційному апараті. Представлено результати експериментальних досліджень водної екстракції чистотілу при застосуванні кавітаційного механізму. Обґрунтовано та встановлено раціональний ступінь подрібнення трави чистотілу для подальшої обробки в апараті пульсаційного типу. Наведено фізико-хімічні параметри водного екстракту чистотілу залежно від температурних режимів обробки. Визначено залежності солевмісту, електропровідності, окисно-відновного потенціалу, водневого показника водної системи (рН), кількості сухих речовин в отриманому екстракті від тривалості кавітаційної обробки. Встановлено, що кавітаційний вплив на середовище приводить до зниження окисно-відновного потенціалу водної системи пропорційно зниженню імпульсів тиску. На основі отриманих результатів досліджень процесу кавітаційної екстракції чистотілу показано, що застосування кавітаційного реактора пульсаційного типу забезпечує максимальний вихід цільових компонентів за короткий час при порівняно низьких температурах. Надано рекомендації щодо температурних режимів процесу екстракції трави чистотілу за умови ініціювання кавітаційних механізмів при оптимальних технологічних параметрах процесу і режимах роботи пульсаційного апарата. Проведено оцінювання ефективності процесу екстракції в кавітаційному реакторі пульсаційного типу та доведено його енергоефективне застосування в різних галузях промисловості. Встановлено, що найбільш економічно доцільною сферою застосування дослідженого екстракту чистотілу, отриманого в кавітаційному реакторі пульсаційного типу, є косметична промисловість.
Розглянуто механізм утворення кислого конденсату при спалюванні природного газу. Наведено основний склад димових газів і кислого конденсату. Встановлено, що кислий конденсат димових газів за своїм складом є знесоленою водою, що наближається до дистильованої води з присутніми в ньому діоксидом вуглецю в розчиненому стані і у вигляді стабільних нанорозмірних бульбашок (bubstones), вугільної кислоти і газової фази у вигляді мікробульбашок, що містять суміш діоксиду вуглецю з азотом. Розглянуто існуючі способи вилучення і нейтралізації вуглекислоти у воді. Розроблено дослідний зразок установки для нейтралізації кислого конденсату продуктів згоряння природного газу принцип роботи якої ґрунтується на сукупності механізмів способу дискретно-імпульсного введення енергії (ДІВЕ) в рідинні системи. Проведені в лабораторних умовах експериментальні дослідження обробки кислого конденсату запропонованим способом підтвердили можливість зниження його кислотності. Отримане після обробки кислого конденсату кінцеве значення водневого показника 6,5 вказує на те, що нейтралізований конденсат за своїми фізико-хімічними параметрами близький до дистильованої води з низьким вмістом розчиненого вуглекислого газу (при умові, що економайзер і трубопроводи з якими контактує кислий конденсат виготовлені з корозійностійкої сталі для уникнення його забруднення іонами заліза). Впровадження установок нейтралізації кислого конденсату дозволить поліпшити стан довкілля шляхом зменшення кількості стоків (хімічно забрудненого нейтралізованого конденсату і відходів установок пом’якшення води), раціонально використовувати водні ресурси за рахунок зниження потреби у природній воді (у випадку повторного використання нейтралізованого конденсату).
Гидродинамическая кавитация используется в технологиях дегазации как эффективный метод удаления растворенных газов и/или свободного газа в виде пузырьков из различных жидкостей, Математические модели кавитационной дегазации недостаточно представлены в литературе. Поэтому создание достоверной модели, описывающей дегазацию в кавитационных течениях, является важной фундаментальной и прикладной задачей. В статье рассматриваются основные проблемы, которые затрудняют создание надежной математической модели. С целью разработки такой модели нами был выполнен вычислительный эксперимент по деаэрации воды с использованием сопла Вентури в качестве гидродинамического кавитатора. Цель исследования заключается в установлении корреляции между гидродинамическими характеристиками течения и кинетикой кавитационного вскипания жидкости при сужении потока из-за присутствия в ней микро-пузырьков свободного газа. Установлено влияние геометрии сопла и режимных параметров на эволюцию кавитационного кластера и на уровень динамических эффектов в потоке жидкости в сопле. Описан метод удаления растворенных или свободных газов из жидкости, которая под действием высокого давления течет через сопло со скоростью достаточной для активации газовых зародышей и начала кавитационного вскипания. Кавитатор на выходе соединяется через короткую трубу с вакуумируемой емкостью. Показана необходимость при исследовании дегазации конкретной жидкости провести предварительный анализ содержания в ней свободного газа. Рассмотрено влияние начального размера зародышей газа и их концентрации в жидкости на интенсивность процесса кавитационной дегазации. Результаты данного исследования могут быть полезны при выборе и обосновании рациональной конструкции кавитационного дегазатора и оптимальных режимов его работы.
Системи та обладнання для зберігання теплової енергії є ключовими елементами при розгортанні відновлюваної теплової енергетики, актуальність якої на даному етапі розвитку набуває масштабного значення. Представлена стаття охоплює короткий аналіз сучасного стану основних технологій інтенсифікації процесів збереження теплоти, аналіз основних технологічних, технічних аспектів, що виникають при розробці теплових акумуляторів та за реальних умов їх експлуатації. Зокрема, обґрунтовано доцільність застосування теплового акумулювання, проаналізовано шляхи підвищення ефективності економії енергії, визначено основні аспекти процесів акумуляції теплоти. При обґрунтуванні доцільності застосування теплового акумулювання проаналізовано співвідношення поверхні та об’єму теплового акумулятора, що тісно пов'язані з розмірами складових елементів та продуктивністю системи зберігання теплоти. Це співвідношення теоретично вказує, як можливо підвищити коефіцієнт корисної дії та продуктивність систем зберігання теплової енергії. Доведено підвищення ефективності та економії енергії при врахуванні сезонних факторів та пікових навантажень. Розглянуто основні аспекти технологічної інтенсифікації процесів акумуляції теплоти, які полягають у подоланні теплової стратифікації рідинних теплових акумуляторів, обґрунтуванні модульного дизайну конструкції, посиленні передачі теплоти та маси, а також в зміні властивостей матеріалу при фазовому переході. Розглянуті аспекти при їх реалізації дозволяють оптимізувати роботу генеруючого обладнання з максимально можливим ККД системи теплопостачання, шляхом вирівнювання графіку навантаження у співвідношенні «генерація - споживання», а також розвантажити технологічне обладнання, знизити споживання паливно-енергетичних ресурсів. Як наслідок, знижується собівартість отриманої енергії та зменшуються шкідливі викиди в оточуюче середовище.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.