Моделирование процесса образования отложений в каналах энергетических установок с кольцевыми турбулизаторами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

МУРАВЬЕВ Анатолий Викторович

М-

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ В КАНАЛАХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК С КОЛЬЦЕВЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ

Специальности: 01.04.14-Теплофизика и теоретическая теплотехника 05.14.04 - Промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

\ 1 ФЕБ ГС9

Воронеж - 2009

003461152

Работа выполнена в ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Научный руководитель

Научный консультант

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент

Дроздов Игорь Геннадьевич

доктор физико-математических

наук, профессор

Батаронов Игорь Леонидович

доктор технических наук, профессор

Сотникова Ольга Анатольевна;

кандидат технических наук, доцент

Лушникова Елена Николаевна

Ведущая организация

ОАО «КБХА», г. Воронеж

Защита состоится «26» февраля 2009 г. в 1200 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.05 ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет» по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Автореферат разослан «_» января 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета . <о __ Бараков A.B.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Теплообменные аппараты (TOA) широко применяются в энергетике, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности, в системах отопления и горячего водоснабжения, кондиционирования, в различных тепловых двигателях, авиационной и космической технике. При конструировании большинства TOA стоит задача: добиться минимальных габаритов и массы аппарата при заданном суммарном тепловом потоке, гидравлических потерях и свести к минимуму процесс образования отложений на поверхностях нагрева.

Наличие отложений в энергетических установках существенно влияет на снижение термодинамической эффективности, надежности, ресурса и экономичности оборудования. Повышение гидравлического сопротивления приводит также к перерасходу электроэнергии на транспортировку рабочего тела.

Известно много методов борьбы с отложениями в трубчатых TOA. В частности исследованию гидродинамики и интенсификации теплообмена при применении турбулизаторов посвящено значительное количество теоретических и экспериментальных работ Э.К. Калинина, Г.А Дрейцера, С.А. Ярхо и др. В работах Г.А Дрейцера было отмечено также, что применение кольцевых турбулизаторов позволяет уменьшить образование отложений на поверхности нагрева. Однако в настоящее время малоизученна «картина» процессов зарождения, роста, выпадения и уноса осадка в виде карбоната кальция в условиях принудительной турбулизации. Поэтому всестороннее исследование этих процессов является одной из актуальных задач.

Работа выполнялась в соответствие с научным направлением «Физико-технические проблемы энергетики и экологии» по теме ГБ2007.12 (№ Гос. per. 01.2.00409970) ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет».

Цель работы - исследование воздействия профиля кольцевого турбулизатора на процесс зарождения, роста и осаждения отложений карбоната кальция на внутренней поверхности теплообмен-ных трубок TOA.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка и исследование кинетической модели роста дисперсной фазы примеси и процесса ее осаждения на поверхности нагрева в каналах со сложной геометрией.

2. Экспериментальное исследование процесса образования отложений при наличии кольцевых турбулизаторов.

3. Разработка конструкции кожухотрубного ТОА с кольцевыми турбулизаторами.

Научная новизна. Основные положения диссертации, обладающие научной новизной:

1. Сформулировано описание эволюции мелкодисперсной системы в турбулентном потоке в рамках представления о пространственно-распределенной реагирующей системе в Лагранжевых координатах.

2. Разработана модель диффузионно-кинетического роста кристаллов в турбулентном потоке, отличающая учетом интеграла столкновений для механизма слияния частиц в турбулентном потоке.

3. Синтезирована модель формирования осадка на стенке из турбулентного потока, учитывающая распределение частиц по размерам и позволяющая проанализировать влияние физико-химических факторов на скорость образования осадка.

4. Получены новые экспериментальные данные о влиянии кольцевых турбулизаторов на процесс образования отложений.

5. Разработана конструкция теплообменного аппарата с кольцевыми турбулизаторами в каналах для электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа, новизна которого подтверждена патентом на полезную модель.

Практическая значимость и результаты внедрения. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований могут найти широкое применение на теплоэнергетических и химических производствах.

Результаты диссертационной работы используются в производственном процессе ОАО «Воронежэнергоремонт» и ООО «Вэкс-Энерго» г. Воронежа.

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием апробированных базовых математических моделей, подходов и допущений, основанных на фундаментальных законах тепломассообмена, а также современных методов теоретических исследований; использованием современных аттестованных измери-

тельных средств, автоматизированных систем регистрации и обработки экспериментальных данных в реальном масштабе времени; согласованностью теоретических результатов с собственными экспериментальными данными и данными других авторов.

Апробация работы. Основные положения работы, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на конференциях:

- Международной XVI конференции Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леоньтева «Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках» с получением диплома третьей степени (Санкт-Петербург, 2007);

- конкурсе «Новая генерация XXI», МЭИ (ТУ), КЭУ, НП «КОНЦЕЭС» (Москва, 2008). Получен грант за лучшую научную работу в 2008 году в области энергетики, электротехники и энергетического машиностроения среди молодых ученых и специалистов высших учебных заведений России;

- ежегодных научно-технических конференциях молодых ученых, аспирантов и студентов «Физико-технические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения, ВГТУ (Воронеж, 2004-2008).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 научных работах, в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных в конце автореферата, лично соискателю принадлежат: [1,2] - разработка конструкции кожухотрубчатого теплообменного аппарата и обоснование принципа его действия; в патенте [3] согласно закону РФ «Об интеллектуальной собственности» каждый автор имеет равные права на изобретение; [4] - разработка математической модели по определению оптимального выбора теплогид-равлических характеристик трубы с кольцевыми турбулизаторами в зависимости от их шага и глубины; [5,6] - анализ современного представления о методах борьбы с отложениями; [7,8,9] - анализ основных факторов, определяющих процесс образования отложений на поверхности теплообмена.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов и результатов работы, списка литературы из 169 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 147 страницах, содержит 60 рисунков и 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, раскрыты научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе проведен обзор литературы по теме диссертации, представлен анализ особенностей механизма зарождения и характер структуры отложений, рассмотрены различные методы борьбы с отложениями на поверхностях нагрева.

Во второй главе представлены результаты экспериментальных исследований процессов образования отложений на поверхности энергетических установок; приведены методики проведения экспериментальных исследований, обработки результатов измерений, проанализированы результаты исследования влияния кольцевых турбулизаторов на гидродинамику и процесс образования отложений.

Принципиальная схема экспериментальной установки представлена на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема экспериментальной установки

Экспериментальный образец (7) нагревается электрическим током, пропускаемым непосредственно через трубу. Для этого к торцам опытной трубы припаиваются медные фланцы, служащие для подвода тока и крепления трубы на стенде. Электрический ток подается от трансформатора (6). Мощность вычисляется по падению напряжения и току, проходящему через трубу. Вода поступает из магистрали с помощью насоса (1) и проходит через экспериментальный образец (7), где нагревается и сливается в канализацию. Расход воды регулировался вентилем (2) и измерялся индукционным расходомером «Взлет ЭР» (3). Перепад давления на образце замерялся с помощью пьезометров (5) и датчика перепада давлений

«Метран 43» (8). В процессе эксперимента производилось измерение температуры воды на входе и выходе с помощью термопар (4). В качестве вторичного прибора использовался восьмиканальный микропроцессорный измеритель-регулятор ТРМ138-Р (9). Для удобства и удаленного доступа измеряемые параметры передаются через адаптер сетевых протоколов (10) фирмы Овен, марки АС-3, который преобразует 485 интерфейс прибора ТРМ 138-Р в 232 интерфейс, на компьютер (11). В связи с тем, что процесс образования отложений носит длительный характер (до 3000 часов) была спроектирована опытно-промышленная установка, позволяющая одновременно исследовать 7 образцов. Принципиальные схемы и общий вид, которых представлены на рис. 2-3.

1 г

■ аода

Рис. 2. Принципиальная схема Рис. 3. Схема теплообменного

опытно-промышленного образца аппарата

Экспериментальный образец (4) представляет собой однохо-довой «кожухотрубчатый» аппарат, в котором находились исследуемые трубки (рис. 4 - 5), (табл. 1). Греющим теплоносителем (межтрубное пространство) являлся насыщенный пар (3) со средним давлением Р = 6 атм. и температурой I = 158 °С, а нагреваемый теплоноситель (трубное пространство) - вода (5) с температурой на входе \ = 20 °С. Расход воды регулировался с помощью вентиля (1) и измерялся с помощью ротаметра СВК 15-3 (2). Вода поступала из магистрали и имела следующие характеристики: жесткость Са - 2,4 мл/экв/дм3, жесткость общ. - 2,5 мл/экв/дм3.

Рис. 4. Исследуемые трубки Рис. 5. Продольное сечение

трубки

Параметры трубок

Наименование трубки, № 1 2 3 4 5 6 7

Материал трубки о X ОО X Ло-70 Ло-70 о х йо "х Ло-70 о X ОО 13 Ло-70

Наружный диметр трубы Д„ мм 19 19 19 19 19 19 19

Внутренний диаметр трубки D, мм 16 16 16 16 16 16 16

Толщина стенки трубки, мм 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Внутренний диаметр диафрагм d, мм 14 15 14 12 14

Шаг турбулизатора мм - - 2 4 4 4 8

Глубина канавки турбулизатора т, мм - - 1 0,5 1 2 1

Ширина канавки z, мм 3 3 3 3 3

d/D - - 0,875 0,937 0,875 0,75 0,875

t/D - - 0,125 0,25 0, 25 0, 25 0,5

В процессе эксплуатации ТОА отдельные трубки извлекались для исследования отложений на их внутренней поверхности с помощью оптического стерео - микроскопа «микромед МС-2^СЮМ» и цифрового микроскопа «1ЕОЬ-63801у» (оис. 6).

Рис. 6. Экспериментальные образцы Результаты локального распределения отложений представлены в табл. 2. и на рис. 7.

Рис. 7. Величина отложений при различных режимах течения теплоносителя 6

Образец Ламинарный режим Турбулентный режим

трубки, Толщина осадка S«, мм Толщина осадка 5 „, мм

№ зона I зона 2 зона 3 зона 1 зона 2 зона 3

I 0,56 0,89

2 0,59 0,91

3 0,78 0,86 0,82 0,49 0,57 0,56

4 0,82 0,87 0,84 0,49 0,55 0,52

5 0,83 0,86 0,84 0,48 0,54 0,51

6 0,81 0,85 0,83 0,48 0,53 0,5

7 0,83 0,81 0,86 0,53 0,49 0,56

Исследование влияния формы турбулизатора, материала стенки трубки и скорости теплоносителя в процесс образования отложений выявили следующие закономерности. При ламинарном режиме движения теплоносителя в гладких трубках из латуни и нержавеющей стали отложения не значительны и носят преимущественно локальный характер, при этом в латунных трубках отложений больше на 10-12% по сравнению с нержавеющими. В трубках с турбулиза-торами отложения располагаются преимущественно во впадинах, а на выступах происходит снижение интенсивности образования отложений и формирование на них более плотных структур. При турбулентном режиме использование труб с турбулизаторами, наоборот, уменьшало образование отложений по сравнению с гладкими. При малых скоростях воды наблюдается образование застойных зон, что вызывает неравномерное распределение отложений. При более высоких скоростях начинается выравнивание распределения отложений по теплообменной поверхности. Отложений в накатанных трубках в 1,5-2 раза меньше чем в гладких трубках при работе ТОА в турбулентном режиме. В образце № 6 количество отложений было наименьшим при соотношение d/D = 0,75 и t/D = 0, 25.

При ламинарном режиме течения теплоносителя отложения на начальном этапе преимущественно располагались во впадинах кольцевого турбулизатора (рис. 8а). В дальнейшем происходило постепенное обрастание выемки самого турбулизатора, а на завершающем этапе отложения полностью покрывали турбулизатор (рис. 8в). Установлено, что отложения образуются на теплообменных поверхностях с турбулизаторами, заполняют впадины по ходу потока воды. Таким образом, влияние формы теплообменной поверхности проявляется на первоначальной стадии, пока поверхность не приобретет обтекаемую форму.

а) б) в)

Рис. 8. Формирование отложений вблизи турбулизатора (а-начальное, б - промежуточное, в-конечное). Третья глава посвящена математическому моделированию образования отложений в турбулентном потоке теплоносителя. Проанализированы основные физико-химические факторы, определяющие образование отложений в дисперсной системе: термодинамические движущие силы, процессы образования и роста кристаллов, слияние кристаллов в турбулентном потоке, осаждение кристаллов на стенке.

Основной термодинамической движущей силой является пересыщение раствора, в качестве которого использована величина

С0(Т)

где С0 - равновесная концентрация карбоната СаСОз.

Скорость зарождения кристаллов в соответствии с представлениями теории гетерогенного зарождения записана в виде

На

где Nc - концентрация активных центров; у — частотный фактор;

активационный барьер для гетерогенного зарож-

IV = * 7-2(1ё5)2

дения, >у0- эмпирический энергетический параметр, полученный из литературных экспериментальных данных по скорости зарождения кристаллов СаСОз.

Для описания скорости роста кристаллов в условиях конкуренции молекулярного и диффузионного механизмов роста сформулирована модель на основе квазистационарного диффузионного приближения, справедливого для малой концентрации питающего вещества. Турбулентная структура потока учитывается в модели

корреляцией размера диффузионной зоны питания и внутреннего диффузионного масштаба турбулентности /¡„ = £>0/А , где О0 - коэффициент диффузии СаСО} в воде, 9, - динамическая скорость. В результате решения модели получено уравнение скорости роста кристаллов в виде

(1 + ?^

где У0(Т) - скорость молекулярного роста кристалла, с1 - диаметр кристалла,

2 = ^^ - критериальный параметр, определяющий соотношение диффузионной и молекулярной составляющей в общей скорости роста (р - концентрация СаСОз в кристалле, измеренная в тех же единицах, что и С). При 2 > 1 диффузионный перенос в зоне питания является определяющим механизмом, и написанная зависимость имеет сильный спад при <1 и Л^. Если же 1<\, то основной механизм роста молекулярный, а зависимость имеет слабый спад.

Согласно современным представлениям, существенным механизмом, приводящим к укрупнению кристаллов в дисперсной системе, является их объединение (слияние) при столкновении в турбулентно перемешиваемом растворе. В рамках газовой аналогии движения частиц в развитом турбулентном потоке для числа актов слияния в единицу времени частиц с диаметрами с1\ и <32 получено выражение

где е— вероятность соединения частиц при соударении. С, - концентрация частиц с диаметром с); и„ = Ти • IV - хаотическая составляющая скорости частиц; Ти - число турбулентности.

Скорость данного процесса квадратична по концентрации, поэтому кинетическое уравнение становится нелинейным, и влияние нелинейности существенно при повышенных концентрациях частиц. Фактически процесс слияния ограничивает достижимый уровень концентраций частиц. Кроме того, скорость квадратично возрастает

с диаметром частиц, что приводит к более сильному ограничению концентраций частиц большего диаметра.

Процесс осаждения частиц, согласно современным представлениям, состоит из нескольких стадий, основными из которых являются: 1) внесение частиц из основного турбулентного потока в ламинарный подслой, дрейф к осадку и зацепление частицы на неод-.нородностях поверхности, 2) закрепление частицы на поверхности осадка. В соответствии с имеющимися в литературе зависимостями, описывающими эти стадии, синтезирована модель осаждения в виде произведения скоростей данных стадий. Поток доставляемых к поверхности частиц записывается в виде

С,и

» — а ч

1+№)

где г/о«0,1 мкм - эмпирический параметр, учитывающий неоднородность структуры поверхности осадка. Вероятность прикрепления частицы на второй стадии определяется отношением силы смыва частицы = т1Гс12, где г„, =\4Рв~ динамические напряжения, и

силы коагуляционных связей Р0 « Ю"10Н в виде Р = е .В итоге для скорости осаждения частиц получено:

V _е~

Влияние турбулентного потока и наличие турбулизаторов, согласно полученному соотношению, осуществляется через величину динамического напряжения х„ . Для гладкой трубы имеет место зависимость коэффициента сопротивления Е, по формуле Блазиуса: £ = 0,184 Ле"2. При наличии турбулизаторов коэффициент сопротивления увеличивается и в режиме с полным проявлением шероховатости определяется формулой Кармана: £ = ^21§у- + 1,74^ , где /высота выступа турбулизатора. Эти зависимости количественно согласуются с экспериментальными результатами, представленными на рис. 7.

На основе построенных зависимостей была сформулирована математическая модель эволюции дисперсной системы и формирования осадка. Построение модели осуществлено в рамках представ-

'ления о пространственно-распределенной реагирующей системе, в которой каждый элемент объема, движущийся вдоль длины трубы в развитом турбулентном режиме, можно считать хорошо перемешиваемым и не взаимодействующим с другими объемами. Тогда в Эйлеровых переменных состояние системы зависит только от координаты X вдоль трубы (Эйлерова координата) и не зависит от времени (квазистационарный процесс), а в Лагранжевых переменных состояние выделенного объема изменяется во времени (¿) (Лагранжева координата) и не зависит от X. Связь между этими координатами дается соотношением Х- ч>1. Уравнения эволюции системы удобно записывать в Лагранжевых переменных, тогда как формирование осадка - в Эйлеровых.

Неоднородное температурное поле, формирующееся в процессе теплообмена, приводит к пространственной зависимости скоростей процессов. Ввиду медленности изменения толщины осадка по сравнению со скоростью эволюции системы распределение температуры вдоль канала теплообменной системы можно считать квазистационарным, что дает следующее решение задачи теплообмена:

Здесь длина тепловой релаксации зависит от коэффициента теплопередачи через стенку, и соответственно, толщины осадка ¿(0, что приводит к сопряженной задаче тепломассопереноса с медленной параметрической взаимозависимостью температурных и концентрационных полей.

Зависимыми переменными модели являются //А(/) - число частиц с диаметрами, попадающими в ^-промежуток: Мк ={М0-,{к + \)с10\, пересыщение раствора 5(0 (или С(/)) и скорость

изменения толщины осадка §'.

В итоге математическая модель эволюции распределения частиц по размерам и формирования осадка включает: уравнение баланса массы СаСОз в воде:

и

»/=1

к '

уравнение баланса массы осадка:

уравнение баланса массы дисперсной системы:

,

^ ) V )„рожаема V Ж ) 1юста ч Ж )с,штия ч & /осаждеиия

где:

- скорость зарождения: —= /(5(7\ 1)Т),

V ) зарождения

- скорость изменения числа частиц в результате роста:

V / ¡хкпга

- интеграл столкновений:

(м Л м

матрица ф™ =ек\в

-V ~(с1{п V

, '«.я \ик-1;

-в

учитывает

сохранение объема при столкновениях и геометрическую возможность перехода,

- скорость изменения распределения в результате осаждения:

(

N.

- ^ /осаждения )

т{с1) - среднее время осаждения, зависящее от диаметра частицы, спектра турбулентности потока и микроструктуры поверхности.

Начальными условиями задачи являются начальное распределение частиц СаСОз и начальная концентрация раствора.

В главе четвертой осуществлена численная реализация модели. Ввиду существенной нелинейности модели использован метод динамического выбора шага по времени тх , позволяющий обеспечить заданную точность и устойчивость расчета и оптимальное время решения:

г, =тш(г\гГ\гГ\гГ,гГ), где: г(0) - фиксированный, заранее задаваемый, максимальный шаг по времени,

г/» - шаг по времени, за который кристалл линейно прирастает на

С)

- шаг по времени, ограничиваемый скоростью слияния кристал-

лов,

•Г <<*>_

шаг по времени, ограничиваемый скоростью осаждения кри-

сталлов,

г,<п- шаг по времени, ограничиваемый скоростью изменения концентрации раствора,

5 - индекс, отмечающий моменты времени дискретизации уравнений.

В результате дискретизации математической модели получена система разностных уравнений:

Л** = фу ¿0ЖАК> + Д Кт> + А^Г',

С = С - тЭ(С), Г) м дг

Сформулирован алгоритм решения полученной задачи, проведено исследование влияния всех учитываемых факторов на эволюцию распределения и формирование осадка, на основе которого произведена настройка параметров модели. Результаты окончательного расчета представлены на рис. 9-13.

Рис. 9. Выбор динамического шага по времени (а) и динамическая сетка времени (б)

Рис.10. Эволюция распределения частиц СаС03 по размерам в гладкой трубе (а) и в трубе с турбулизаторами (б): 1 - начальное, 2 - промежуточное, 3 -конечное распределения

Рис. 11. Распределение массы частиц по размерам в гладкой трубе (а) и в трубе с турбулизаторами (б)

Рис. 12. Изменение во времени суммарного числа частиц в гладкой трубе (а) и в трубе с турбулизаторами (б): 1 - частицы с с! е(0; 0,3) мкм, 2 - частицы с ё е(0,3; 5), мкм, 3 - частицы с с! > 5 мкм, 4- частицы всех диаметров

Рис. 13. Рассчитанная по модели толщина осадка по длине трубы за время эксперимента (116 дней) в гладкой трубе (а) и в трубе с турбулизаторами (б)

Рассчитанное по найденным решениям распределение толщины формирующегося осадка за время эксперимента показано на рис. 13. Как видно из графиков, в гладкой трубе толщина отложений составляет 0,85-ь0,95 мм, а в трубе с турбулизаторами около 0,5 мм. Таким образом, решение математической модели с использованными параметрами показывает меньшее количество отложений в трубе с турбулизаторами. Это обусловлено тем, что в более сильно турбу-лизованном потоке, с одной стороны, большее число кристаллов уносится за счет их слияния и укрупнения в размерах (рис. 10-12), а с другой стороны, более высокий уровень динамических напряжений понижает вероятность прикрепления оседающей частицы на стенке. Эта картина соответствует современным представлениям о механизме формирования осадка и подтверждает адекватность модели в целом. Кроме того, согласование расчетных значений и экспериментальных данных по толщине осадка подтверждает адекватную настройку параметров модели.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате экспериментальных исследований показано, что в трубках с кольцевыми турбулизаторами отложений образуется на 30% меньше, что позволяет увеличить ресурс работы ТОА в 2 раза.

2. Созданы экспериментальные установки для исследования процессов образования отложений, в трубке и в кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с использованием трубок с турбулизаторами.

3. Сформулировано описание эволюции мелкодисперсной системы в турбулентном потоке в рамках представления о пространственно-распределенной реагирующей системе в Лагранжевых координатах.

4. Разработана модель диффузионно-кинетического роста кристаллов в турбулентном потоке, отличающая учетом интеграла столкновений для механизма слияния частиц в турбулентном потоке.

5. Синтезирована модель формирования осадка на стенке из турбулентного потока, учитывающая распределение частиц по размерам и позволяющая проанализировать влияние физико-химических факторов на скорость образования осадка.

6. Разработана конструкция теплообменного аппарата с кольцевыми турбулизаторами в каналах для электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа, новизна которого подтверждена патентом на полезную модель.

7. Результаты диссертационной работы внедрены в практику производственного процесса ОАО «Воронежэнергоремонт» и ООО «Вэкс-Энерго» г. Воронежа.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Муравьев A.B. Влияние геометрических турбулизаторов на образование отложений в теплообменных аппаратах / A.B. Муравьев, Н.В. Мозговой, И.Г. Дроздов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. №6. С. 33-38.

2. Муравьев A.B. Математическая модель процесса образования отложений в каналах теплообменников / A.B. Муравьев, И.Л. Батаронов, И.Г. Дроздов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2007. Т. 3. №8. С. 16-22.

Патенты на изобретения

3. Пат. 77528 Российская Федерация, МПК51 Н05В 6/40. Электрический нагреватель жидкостного типа / И.Г. Дроздов, C.B. Дахин, Э.Р. Огурцова, А.Б. Кувалдин, A.B. Муравьев; № 2008109078/22; заявл. 07.03.2008; опубл. 20.10.2008, Бюл. № 29. 3 с.

Статьи и материалы конференций

4. Муравьев A.B. Влияние геометрических турбулизаторов на эбразование отложений в TOA (теплообменных аппаратов) / A.B. Муравьев, Н.В. Мозговой, И.Г. Дроздов // Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках: XVI Школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леоньтева. СПб.: гос. политех, ун-т, 2007.-Т. 2. С. 428-430.

5. Муравьев A.B. Оптимальный способ борьбы с отложениями теплоэнергетического оборудования / A.B. Муравьев, И.Г. Дроздов, Э.Р. Габасова // Современные аэрокосмические и информационные технологии: труды науч.-техн. конф., посвященной дню космонавтики. Воронеж: ВГТУ, 2003. С. 22-26.

6. Муравьев A.B. О массопереносе при образовании отложений / A.B. Муравьев, Э.Р. Габасова, И.Г. Дроздов // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и ресурсосбережения: труды науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 6. С. 34-39.

7. Муравьев A.B. Механизм образования отложений / A.B. Муравьев, Н.В. Мозговой, И.Г. Дроздов // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и ресурсосбережения: труды науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2006. Вып. 9. С. 44-49.

8. Кинетическая модель роста дисперсной фазы солей в турбулентном потоке жидкости / A.B. Муравьев, Н.В. Мозговой, И.Г. Дроздов, Э.Р. Огурцова // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и ресурсосбережения: труды науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2007. Вып. 8. С. 87-95.

9. Распределение интенсивности пульсаций в турбулентном течении / A.B. Муравьев, Н.В. Мозговой, И.Г. Дроздов, В.Ю. Дуба-нин // Физико-технические проблемы энергетики, экологии и ресурсосбережения: труды науч.-техн. конф. Воронеж: ВГТУ, 2008. Вып.

Подписано в печать 22.01.2009. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 85 экз. Заказ № /■£. ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

9. С. 109-121.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ БОРЬБЫ С ОТЛОЖЕНИЯМИ;

1.1. Классификация методов борьбы с отложениями

1.2. Механизм образования отложений

1.3. Выводы, цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ В КАНАЛАХ С КОЛЬЦЕВЫМИ ТУРБУЛИЗАТОРАМИ

2.1. Описание экспериментальных установок и моделей

2.1.1. Экспериментальная установка

2.1.2. Опытно-промышленная установка

2.2. Методики проведения экспериментов и обработка опытных данных

2.3. Анализ результатов экспериментальных исследований

2.3.1. Структура отложений

2.3.2. Влияние геометрии турбулизаторов на гидродинамику и характер отложений

2.4. Практическое использование результатов диссертационной работы

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ОТЛОЖЕНИЙ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

3.1. Физико-химические процессы образования «твердой фазы»

3.1.1. Термодинамические движущие силы образования «твердой фазы»

3.1.2. Скорость образования зародышей

3.1.3. Диффузионно-кинетический рост кристаллов

3.1.4. Скорость слияния частиц в потоке раствора

3.1.5. Осаждение частиц и формирование осадка

3.2. Математическая модель роста отложений

3.2.1. Модель пространственно - распределенной реагирующей системы в потоке раствора

3.2.2. Распределение температуры вдоль канала теплообменной системы

3.2.3. Модель распределения частиц по размерам

3.2.4. Математическое описание процессов зарождения роста

3.2.5. Интеграл столкновений для механизма слияния частиц в потоке раствора

3.2.6. Модель процесса роста отложений

3.2.7. Полная формулировка математической модели

ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ

4.1. Дискретизация уравнения модели

4.2. Алгоритм решения дискретной модели

4.3. Анализ решений и верификация

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Теплообменные аппараты широко применяются в энергетике, химической, нефтеперерабатывающей, пищевой промышленности, в системах отопления и горячего водоснабжения, кондиционирования, в различных тепловых двигателях, авиационной и космической технике. При конструировании большинства теплообменных аппаратов стоит задача: добиться минимальных габаритов и массы аппарата при заданном суммарном тепловом потоке, гидравлических потерях и свести к минимуму процесс образования отложений на поверхностях нагрева.

Наличие отложений в энергетических установках существенно влияет на снижение термодинамической эффективности, надежности и ресурса теплоэнергетического оборудования, снижаеся теплопроводность и экономичность оборудования, повышается гидравлическое сопротивление, что приводит к перерасходу топлива и электроэнергии на транспортировку рабочего тела и теплоносителя.

Известно много методов борьбы с отложениями в трубчатых теплообменных аппаратах. Один из наиболее эффективных методов является гидродинамический. Исследованию гидродинамики и интенсификации теплообмена при применении турбулизаторов, посвящено значительное количество теоретических и экспериментальных работ Калинина Э.К., Дрейцера Г.А, Яр-хо С.А. и др. В работах Дрейцера Г.А. было отмечено, что применение кольцевых турбулизаторов позволяет также уменыненить образование отложений на поверхности нагрева. В настоящее время малоизученна сама «картина» процессов зарождения, роста, выпадения и уноса осадка в виде карбоната кальция в условиях принудительной турбулизации.

Поэтому разработка и всестороннее исследование эффективных способов борьбы с отложениями является одной из актуальных проблем.

В данной работе проведено теоретическое и экспериментальное исследование влияния кольцевых турбулизаторов на процесс формирования отложений в каналах со сложной геометрией энергетических установок.

Работа выполнена в соответствии с научным направлением Воронежского государственного технического университета «Физико-технические проблемы энергетики и экологии», в рамках НИР ГР № 01.2.00.409970.

Цель работы - исследование воздействия профиля кольцевого турбули-затора на процесс зарождения, роста и осаждения отложений в виде карбоната кальция, на внутренней поверхности теплообменной трубки теплоэнергетического оборудования.

Для достижения указанной цели в работе были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка и исследование кинетической модели роста дисперсной фазы примеси и процесса осаждения отложений на поверхности нагрева в каналах со сложной геометрией.

2. Экспериментальное исследование процесса образования отложений при наличии кольцевых турбулизаторов.

3. Обоснование выбора и разработка конструкции кожухотрубного те-плообменного аппарата с кольцевыми турбулизаторами.

Научная новизна. Основные положения диссертации, обладающие научной новизной:

1. Сформулировано описание эволюции мелкодисперсной системы в турбулентном потоке, в рамках представления о пространственно-распределенной реагирующей системе в Лагранжевых координатах;

2. Разработана модель диффузионно-кинетического роста кристаллов в турбулентном потоке, отличающая учетом интеграла столкновений для механизма слияния частиц в турбулентном потоке;

3. Синтезирована модель формирования осадка на стенке из турбулентного потока, учитывающая распределение частиц по размерам и позволяющая проанализировать влияние физико-химических факторов на скорость образования осадка;

4. Получены новые экспериментальные данные о влиянии кольцевых турбулизаторов на процесс образования отложений.

5. Разработана конструкция теплообменного аппарата с кольцевыми турбулизаторами в каналах для электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа, новизна которого подтверждена патентом на полезную модель.

Практическая ценность и реализация. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований могут найти широкое применение в промышленности, а именно на теплоэнергетических, химических производствах.

На основе эксперимента доказана эффективность уменьшения образования отложений в трубках с турбулизаторами и увеличения ресурса работы теплообменного аппарата в два раза.

Результаты диссертационной работы используются в производственном процессе ОАО «Воронежэнергоремонт» и ООО «Вэкс-Энерго» г. Воронежа.

Достоверность результатов исследований обеспечивается: использованием апробированных базовых математических моделей, подходов и допущений, основанных на фундаментальных законах тепломассопереноса, а также современных методов теоретических исследований; использованием современных аттестованных измерительных средств, автоматизированных систем регистрации и обработки экспериментальных данных в реальном масштабе времени; согласованностью теоретических результатов с собственными экспериментальными данными и данными других авторов. Научные положения и практические результаты подтверждены опытно-промышленными испытаниями и патентам РФ на полезную модель.

Апробация работы. Основные положения работы, результаты теоретических и экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на конференциях:

- международной 16 конференции Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А.И. Леоньтева «Проблемы газодинамики и теплообмена в энергетических установках» с получением диплома третьей степени (Санк-Петербург. 2007г.),

- на конкурсе «Новая генерация XXI», МЭИ(ТУ), КЭУ, НП «КОНЦЕ-ЭС», Москва. 2008г. (получен грант за лучшую научную работу в 2008 году области энергетики, электротехники и энергетического машиностроения среди молодых ученых специалистов высших учебных заведений России).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 8 научных работах, в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК РФ. В работах, опубликованных в соавторстве лично соискателю принадлежат: [1,2] - разработка конструкции кожухотрубчатого теплообменного аппарата и обоснование принципа его действия; в патенте [3] согласно закону РФ «Об интеллектуальной собственности» каждый автор имеет равные права на изобретение; [4] - разработка математической модели по определению оптимального выбора теплогидравлических характеристик трубы с кольцевыми турбулизаторами в зависимости от их шага и глубины; [5,6] - анализ современного представления о методах борьбы с отложениями; [7,8,9] - анализ основных факторов, определяющих процесс образования отложений на поверхности теплообмена.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов и результатов работы, списка литературы и приложения. Работа содержит 147 страниц основного машинописного текста, 60 рисунков и 5 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформулировано описание эволюции мелкодисперсной системы в турбулентном потоке в рамках представления о пространственно-распределенной реагирующей системе в Лагранжевых координатах.

2. Разработана модель диффузионно-кинетического роста кристаллов в турбулентном потоке, отличающая учетом интеграла столкновений для механизма слияния частиц в турбулентном потоке.

3. Синтезирована модель формирования осадка на стенке из турбулентного потока, учитывающая распределение частиц по размерам и позволяющая проанализировать влияние физико-химических факторов на скорость образования осадка.

4. Разработана конструкция теплообменного аппарата с кольцевыми турбулизаторами в каналах для электрического нагревателя жидкости трансформаторного типа, новизна которого подтверждена патентом на полезную модель.

5. В результате экспериментальных исследований показано, что в трубках с кольцевыми турбулизаторами отложений образуется на 30% меньше, что позволяет увеличить ресурс работы ТОА в 2 раза;

6. Созданы экспериментальные установки для исследования процессов образования отложений, в том числе кожухотрубчатых теплообменных аппаратах с использованием трубок с турбулизаторами.

7. Результаты диссертационной работы внедрены в практику производственного процесса ОАО «Воронежэнергоремонт» и ООО «Вэкс-Энерго» г. Воронежа.

1. Fouling: The Major Unresolved Problem in Heat Transfer /Tahorek J., Anki Т., Ritter R.B., Palen J.W., Knudsen J.G. //Chemical Fogineering Progress. 1977.vol.68.No.7.p.59-67.

2. Predictive methods for foulin behavior / Tahorek J., Anki Т., Ritter R.R., Knudsen J.G. // Chemical Fogineering Progress. 1977. vol.68.№.7. p. 69-78.

3. Ковачич О. Л. Склеивание металлов. -М: Химия, 1985.-740с.

4. В.А. Киреев. Курс физ. химии. Изд. 3-е, М., "Химия", 1975г., 776 с.

5. Лукин Г.Я., Шуманов Ю.Р. Условия и скорость кристаллизации арагонита и кальцита при опреснении океанской воды // Вопросы повышения эффективной эксплуатации энергетических установок на судах рыбопромыслового флота Калининград, 1984.-С.103-105.

6. НШ R. A. total capability in water treatment // Water services. 1984. vol. 88. No. 1059. p. 178-179.

7. Шакольская M. П. Кристаллография: Учебное пособие для втузов.-2-е изд.; переработанное и дополненное. М.:Высшая школа., 1984.- 376 с.

8. Шевейко А.Н. Регулирование процессов образования отложений в оборудовании ТЭС и АЭС с целью увеличения эффективности теплообмена. Ав-тореф. Дис.канд. техн. Наук: 05.14.14. -Новочеркасск, 2002. 19 с.

9. Троян П. Экологическая биоклиматология: Пер. с пол./Предисл., заключение, общ.ред. А.Г.Креславского. -М.: Высш. шк., 1988.- 207 с.

10. Герасименко А. А. Защита машин от биоповреждений. М.: Машиностроение, 1984. - 112 с.

11. Бубликов И.А., Структурные особенности и теплофизические свойства внутритрубных отложений на теплообменных поверхностях в системах технической воды. Теплоэнергетика. 1998.- №2.-С.30-34.

12. Механизм образования и способы предотвращения отложений в теплообменниках систем технической воды. Бубликов И.А., БесединА.М., Лукьянцев А.А., Мазаев В.М., Хренков В.И.: Обзор. М.: ЦНИИТЭИ-тяжмаш, 1990. - 32с.

13. Mechanism of Calcium Carbonate scale deposition on Heattransfer surfaces / D. Hasson, M.Avrial, W.Resnick, T.Rozenman, S.Windreich // I&EC Fuda-mentals. 1968. vol.7. N01.p.59 65.

14. Маргулова T.X., Мартынова О.И. Водные режимы тепловых и атомных электростанций: Учебник для вузов. М.: Высш. Школа, 1981. - 320 с.

15. Mrowier Mieczyslaw, Malgorzata Strodulcka. Krawczyk wplyw+worzarego sip osadu w wymiennikach ciepla na wymiane ciepla // NAFTA. 1984.vol.40. №. 1. p.33-37.

16. Химическая технология теплоносителей энергетических установок /Под ред. Седова В .М- М: Энергоатомиздат, 1985.-317с.

17. Стерман JI. С. И др. Тепловые и атомные электростанции: учебник для вызов, 2-еизд., испр. И доп.-М.: Энергоиздат, 1982. 456с.

18. Балабан-Ирменин Ю.В. Взаимосвязь между водно-химическом ре-жи-мом, составом и структурой отложений на внутренней поверхности трубопроводной теплосети.// Теплоэнергетика. 1998. №7 С. 43-47.

19. Sheldon G.P. The Heat Transfer Resistance of various Heat Exchanger Tub-ing aiioys in Naturual and Seawaters // J. Materials for Energy System. 1984. vol.5. №4ю рю 259-264.

20. Закиров С.Г. Комплексные исследования интенсивности теплообмена при однофазных и двухфазных теплоносителях // Процессы и аппараты химических производств. Ташкент, 1983. - С. 81-85.

21. Bedersen К. Gynnar vissa rorledningsmaterial vidhaftning och tillvaxt av bak-terier I dricksvatten? // Vatten. 1986. vol.42. №1 p.21-24.

22. Бубликов И.А. Построение расчетной модели механизма загрязнения оборудования в системах технического водоснабжения: Сб.науч.тр.,-Новочеркасск, ЮРГТУ(НПИ), 1999.-С.102-109.

23. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы): учебник для ВУЗов. М.; Химия, 1984. - 400 с.

24. Анализ методов определения дисперсного состава твердой фазы суспензий. М.Г. Лагуткин, A.M. Кутепов/ Известия ВУЗов, 1985. Том 28, №9, С. 105-108.

25. Практикум по коллоидной химии: учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов/ Баранова В.И., Бибик Е.Е., Кожевникова Н.М. и др.; под ред. Лаврова И.С. М: Высш. шк., 1983 - 216 с.

26. Tang D., Shaap N. Scale and Deposit Control in Power Station Cooling water Systems// Australian Chemikal Engineering. 1981.vol.22.№l l-12.p.13-17.

27. Dubin L., Dammeier R.L., Hart R.A. Deposit control in high silica water // Materials Perfomance.l985.vol.24.No.l0.p.27-33.

28. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структуры воды. 2-е изд., переработанное. - М; Изд-во МГУ, 1987. - 171 с.

29. Курганов А. М., Федоров Н. Ф. Справочник по гидравлическим расчетам систем водоснабжения и канализации. -Изд. 2-е, перераб. и доп.-Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1978.- 424 с.

30. З.Л.Миропольский, И.А.Бубликов, Б.Е.Новиков Исследование термического сопротивления отложений в теплообменниках, охлаждаемых технической водой / Теплоэнергетика. 1992,№ 5,С.71-74.

31. Бубликов И.А., Шевейко А.Н. Исследование дисперсного состава природной воды и его влияние на вязкость при осаждении частиц. Новые материалы, приборы и технологии: Сб. науч. тр. Новочеркасск, 1998.-С.39-42.

32. Богорош А.Т. Возможности управления свойствами кристаллических отложений и их прогнозирование. К.: Вища шк. Головное издательство, 1987.-248 с.

33. Ключков Е.Р. Исследование процесса образования отложений на твэлах водоохлаждаемых реакторов.// Теплоэнергетика. 1996. №12. С. 52-54.

34. Дрейцер Г.А. Исследование солеотложений при течении воды с повышенной карбонатной жесткостью в каналах с дискретными турбулизаторами. //Теплоэнергетика. 1996. №3. С.30-35.

35. Шарапов В.И., Крылова М.А. О кинетике десорбции свободной уго-ле-кислоты в декарбонизаторах.// Теплоэнергетика. 1996. №8. С.47-49.

36. Крылатский Д.В. Растворимость карбоната кальция в водных и водно-сахарных растворах. //Сахарная промышленность. 1997. №6. С.24-25.

37. Архипович Н.А. Танащук JI.M. и др. Растворимость карбоната кальция и сульфата кальция в растворах глюкозы и фруктозы. // Сахарная промышленность . 1984. №7. С.24.

38. Троян П. Экологическая биоклиматология: Пер. с пол./Предисл., заключение, общ. ред. А.Г. Креславского. М.: Высш. шк., 1988. 207 с.

39. Герасименко А. А. Защита машин от биоповреждений. М.: Машиностроение, 1984. - 112 с.

40. Браславский и др. Проектирование бессточных схем промышленного водоснабжения.

41. Zimmels Y. Theory of hindered sedimentation of polydisperse mixtures. AIChE Journal, Vol.29, №4,1983.

42. Teubner Max. The motion of charged colloidal particles in electric fields. Journal of chemical physics, Vol. 76, №11,1982.

43. Бубликов И.А. Структурные особенности и теплофизические свойства внутритрубных отложений на теплообменных поверхностях в системах технической воды. // Теплоэнергетика, №2, 1998, С30-34.

44. Стерман JI.C. и др. Тепловые и атомные электростанции: учебник для вузов / Л.С.Стерман, С.А.Тевлин, А.Т.Шарков; под ред. Л.С.Стермана.-2-е изд., испр. и доп.-М.: Энергоиздат, 1982. 456 с.

45. Богорош А.Т. Вопросы накипеобразования. Киев: Выща шк., 1990. - 178 с.

46. Богорош А.Т. Кинетика роста карбонатных кристаллов из водных растворов и в накипи/ Химия и технология воды, №3, 1983. С.205-209.

47. Нейра Ф. и др. Получение высокодисперсного карбоната кальция при мембранном опреснении океанской воды. // Химическая промышленность. №6. 1999.

48. Сагань И.Н., Разладин Ю.С. Борьба с накипеобразованием в теплообменниках. -Киев: Техшка, 1986. -132 с.

49. Михельсон M.JI. Расчет скорости кристаллизации накипеобразую-щих веществ при магнитной обработке воды. / в кн. Очистка поверхностей нагрева теплоэнергетического оборудования. М: Энергия, 1976. С. 103-108.

50. Богорош А.Т. и др. Диффузионный механизм роста СаСОз и его эрозионно-коррозионное воздействие на теплообменную поверхность при на-кипеобразовании // Химическая технология. 1984., №1, С.37-42.

51. Логвиненко Н.В Петрография осадочных пород (с основами методики исследования): учебник. 3-е изд., - М.: Высш. шк., 1984.

52. Макареня А.А. Повторим химию: для поступающих в вузы: практическое пособие.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 1989. -271 с.

53. Крушель Г.Е. Образование и предотвращение отлолсений в системах водяного охлаждения М. - Л.: Госэнергоиздат 1955. - 213 с.

54. Влияние обработки поверхности и состава металла на образование накипи. Тебенихин Е.Ф. -труды МВТУ им. Баумана Н.Э. 1953, вып.24.

55. Романов В.А., Калмыков А.Н. Об образовании отложений малорастворимых продуктов коррозии. / Энергетика, 1977, №7. С. 62-63.

56. Tantirige S., Trass О. Mass transfer at geometrically dissimilar rough sur-faces. The Canadian Journal of Chemical Engineering, Vol. 62, 1984.

57. Крицкий В.Г., Стяжкин П.С. Коррозия труб из медных сплавов в системах охлаждения АЭС.//Теплоэнергетика. 1997. №8. С. 35-39.

58. Ибрагимов Н.Ю. Определение толщины отложения накипи в остеклованных и металлических трубах теплообменных аппаратов/ Промышленная энергетика, №10, 2000. С.55-56.

59. Васина Л.Г., Гусева О.В. Предотвращение накипеобразования с помощью антинакипинов. // Теплоэнергетика. 1999. №7. С.35-38.

60. H.Muller-Steinhagen. Control of heat exchanger fouling. Process & control engineering, №11, 1988.

61. Миненко В.И. Магнитная обработка водно-дисперсных систем. -Киев, Техшка, 1970.

62. Миненко В.И. Электромагнитная обработка воды в теплоэнергетике: / Вопросы теории и практики/. Харьков: Вища шк., 1981 97с.

63. Миненко В.И. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем// Внутрикотловые физико-химические процессы и водный режим котлов высокого давления. -М. 1969. С.4-11.

64. Сандуляк А.В. Исследование режимов работы и условий противона-кипной магнитной обработки в тепловых системах: автореф. на соиск. уч. степени к.т.н.-К., 1973-20с.

65. Балабан-Ирменин Ю.В., Бессолицын С.Е., Рубашов A.M. Применение термодинамических критериев для оценки накипеобразующей способности воды в сетевых подогревателях/ Теплоэнергетика, №8, 1996. С.67-71.

66. Максимов Н.П. Защита теплообменной поверхности трубок от загрязнения/Хим. и нефт. машиностроение, 1971, №10. С. 41-43.

67. Чернынев Ю.Т., Смородин С.С. и др. Гидравлическая очистка подогревателей морской воды / Электрические станции, №7,1976. С.72-76.

68. Богорош А.Т. Исследование влияния вдува СОг на процесс накипеобразования/Инженерно-физический журнал. 1975, том 28, №4. С.723-734.

69. Капустин А.П. Влияние ультразвука на кинетику кристаллизации. -М.: Наука, 1962.-185 с.

70. Вайсман M.JI. и др. Об использовании ультразвука для борьбы с на-кипеобразованием/ Сахарная промышленность, №1, 1960. С. 12-16.

71. Манькина Н.Н., Коньков А.С. и др. Стендовые исследования паро-водокислородной очистки и пассивации внутренней поверхности труб/ Тепло-энергетика №7, 2000. С.23-27.

72. Предотвращение накипеобразования в системе оборотного водоснабжения на предприятиях азотной и содовой промышленности / И. Б. Шендерович, С. П. Сукач, Ж. И. Антончук, JI. В.Дотц // Химия и технология воды. 1984. т.8. №2. С. 174-177, 192.

73. Schnell Н, Slipcevic В. Ursachen und Auswirkungen jder Versehmutzung und Verkrustung von Warmeubertragungsflachen // Chemie Ingenieur Tech-nik.l984.vol.56.No.6.p.441-446.

74. Meijer J.A.M. Prevention of calcium sulfate scale pleposition hy a fluid-ized bed//Desalinantion. 1983. vol.47.p.3-15.

75. Сагань И.Н., Разладин Ю.С. Борьба с накипеобразованием в теплообменниках. -Киев: Техюка, 1986. -132 с.

76. Weijnen М. Р. С, Marche W. G. J., Van Rosmalen G. M. A quantification of the effectiveness of an inhibitor on the growth process of a sealant // Desalination. 1983. vol.47, p.81-92.

77. Mc Cullough M. Evalution of antifoulant materials June 1978 through November 1982 //Proc. OCEANS. San Francisco. 1983. vol.1, p.522-526.

78. Изучение эффективности применения некоторых биоцидов для подавления биообрастания в системе оборотного водоснабжения / Н. И. Павленко, О. В. Давыдова, 3. А. Раилко, В. Д. Гвоздяк // Химия и технология воды. 1983. т.5. №5. С.463-4654.

79. Roy D., Chian F. S.K., Engelbrecht R. S. Matematikal momel for enterovirus inactivation by ozone // Water Reseach. 1987. vol.16. №5. p.667-673.

80. Новосельцева JI.B., Гавря Н.А., Компаниец В.И. Влияние магнитной обработки на уплотнение и обезвоживание осадков природных вод // Промышленная энергетика. 1985.N10.C30-32.

81. Бубликов И.А., Кудрявцев В.Н. Эффективность физических воздействий на отложения в системах технической воды. Новочеркасск 1989. -22с.

82. Богорош А.Т. Влияние акустических колебаний на изменение механических свойств карбонатов при кристаллизации / Химическая технология. Киев, 1986,N1, С. 45-49.

83. Федоткин И. М. Выбор мощности ультразвукового оборудования для снижения накипеобразования // Химическое машиностроение. 1983. №38.С.38-42.

84. Воздействие вибратора на взвешенные в воде частицы // Б.С.Коган, Ю.В.Нижник, В.В.Супрун, З.Р.Ульберг, Н.В.Чураев // Коллоидный журнал. 1985 .T.47.N4.C.841 -842.

85. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии, М. Химия, 1976.-512 с.

86. Бубликов И.А., Белоусов А.П. Изменение физико-химических свойств воды под влиянием внешних физических полей. Новые материалы, приборы и технологии: Сб.науч. тр. -Новочеркасск, 1998.-С.42-44.

87. Шматько Е.М., Рогов В.М., Мазур Т.Б., Стабилизационная обработка воды электрическим током // Новые исследования систем водоснабжения.-Л. 1985.-С. 27-33.

88. Султанов Ю.И., Абдулаев А.И., Беламерзаев Н.М. О физических методах защиты оборудования и трубопроводов Гео ТЭС от отложения солей //Альтернативные источники энергии. Материалы Советско-Итальянского симпозиума. М.1983.-С.83-88.

89. Бубликов И.А., Лунин Л.С., Кочковая Н.В., Шевченко А.Г. Устойчивость гомогенизации в электромагнитном поле. Устойчивость течения гомогенных и гетерогенных жидкостей: Тез. докл. IV Сибирского семинара, (23-25 апр. 1997г.)-Новосибирск, 1997.-С.71.

90. Бубликов И.А., Белоусов А.П. Воздействие электростатического поля на физико-химические свойства воды. Современные проблемы тепловой энергетики и машиностроения: Сб.науч. тр. -Новочеркасск: ЮРГТУ (ИЛИ), 2000.-С.42-46.

91. Teubner Max. The motion of charged colloidal particles in electric fields. Jour-nal of chemical physics, Vol. 76, №11 Д982.-С.85-89.

92. Найманов А.Я., Никитина СБ. Исследование работы антинакипного электрического аппарата. // Энергетика. №2,1993.-С.70-72.

93. Loo С.Е., Bridgwater J. Theory of thermal stresses and deposit removal. // Progr. Prev. Foul. Int. Plant. Conf. Nottingham. 1981.p. 154 173.

94. Бубликов И.А., Исследование процессов образования отложений на теплообменных поверхностях, охлаждаемых технической водой, и разработка методов уменьшения термического сопротивления отложений Авто-реф. дис. канд. техн. наук:05.14.14.-М.,1991.-22с.

95. Краткий справочник физико-химических величин. Изд.8-е, перераб. Под. ред. А.А. Равделя и A.M. Понаморевой. Л.: Химия, 1983.-232 с.

96. Рид. Р., Праусниц ДЖ., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей:

97. Спра-вочное пособие / Пер. с англ. Под. ред. Б.И. Соколова. 3-е изд., пере/раб. и доп.- Л.: Химия, 1982. 592.

98. Бубликов И.А., Способ очистки теплообменных поверхностей от загрязнений А.с. 1781527 Рос.Федерации, МКИ Г-28С 9/00.-4851141/12 -Заяв. 12.07.90; Опубл. 12.15.92, Бюл№46.

99. Бубликов И.А., Использование явления самоочистки теплообменных поверхностей в открытых системах технического водоснабжения ТЭС и АЭС. Проблемы современных технологий: Сб. науч. тр. /Волгодонский ин-т

100. Новочерк. гос. техн. ун-та Новочеркасск: Изд-во "Набла", 1996.-ВыпЛ.С.136-141.

101. ЮЗ.Шипилев С.Г., Богачев А.Ф. и др. Опыты по очистке, охлаждаемых морской водой конденсаторных трубок, пористыми резиновыми шариками, пропитанными ингибитором коррозии. // Теплоэнергетика. 1996. №6.С.47-50.

102. Crozier R. A. Increase flow to cut fouling // Chemical Engineering. USA. 1982. vol.89. No.5. p.316-318.

103. Аоки К., Сакагуши И. Связь между скоростью морской воды в трубопроводе и обрастанием его поверхности морскими организмами // Кака-ку кокаку. 1983. Т.47. №.5. с.316-318.

104. Юб.Якубенко А.Р., Щербакова И.Б. Исследование обрастания судовых циркуляционных систем заборной водой//Судостроение.1981. №12. С.20-22.

105. Knudsen J.G., Libutti R.L., Mueller R.W. The effect of antiscalants on fouling by cooling water // Materials Performance. 1984. vol.23. №11. p.47-50.

106. Головченко, А.В.Жарков и др. Оценка воздействия Ростовской АЭС на окружающую среду. 1992, 88 с.

107. Найманов А.Я., Никитина СБ. Исследование работы антинакипного электрического аппарата. // Энергетика. 1993. №2.

108. Современные тенденции конструирования, технологии изготовления и расчета теплообменного оборудования / Сборник научных трудов под редакцией В.В.Пугача. М.: ВНИИ Нефтемаш. 1987. -143 с.

109. В.Е.Басин. Адгезионная прочность. -М.: Химия, 1981. 208 с, ил.

110. А.Миснар. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их ком-позицый: пер. с франц. М.: Мир, 1968. - 450 с.

111. ПЗ.Ивашко B.C. и др. Электротехническая технология нанесения защитных покрытий / В.С.Ивашкою Мн.: Навука i тэхнпса, 1996.-375 с.

112. Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии / Пер. с англ. А.В. Белого, Н.К.Мышкина; под ред. А.И.Свириденка.-М. Машиностроение, 1986.-360 с.

113. Laugier M.T. An energy approach to the adhesion of coatings using the scratch test. Thin solid films, 117 (1984) p.243-249.

114. А.С.Фрейдин, Р.А.Турусов. Свойства и расчет адгезионных соединений.^.; Химия, 1990.-256 с.

115. Механизм образования и способы предотвращения отложений в теплообменниках систем технической воды: обзор./ Бубликов И.А., Беседин A.M. и др. М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990. -32 с, ил.

116. М.Ю.Кацнельсон, Г.А.Балаев. Полимерные материалы: справочник. -Л.: Химия, 1982. -317 с.

117. Шушкевич В.А. Основы электротензометрии. Минск, "Высшая, школа", 1975. 352 с, ил.

118. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных Л.: Судостроение, 1980. - 387 с.

119. Франтишек Н. Ключ к определению минералов и пород / пер. с чеш. А.В. Заварзина. М.: Недра, 1982. - 174 с,

120. Лебединский В.И. Книга о камне.-М.: Недра, 1988. 192 с.

121. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. Учебник для вузов, Изд.З-е, пе-рераб. и доп. М., "Энергия", 1975. 488 с, ил.

122. А. С. Копылов, Е.Ф. Тебенихин, В.Ф. Очков. Об использовании магнитного поля для снижения накипеобразования при нагреве высокоминерализованной воды // Труды МЭИ, вып. 309, 1976. С. 55-60.

123. J. Taborek и др. Predictive methods for fouling behavior. // Chemical engi-neering progress. Vol. 68, No. 7. 1972. p.69-77.

124. Интенсификация процессов тепломассообмена в энергетических и технологических установках / Редкол.: Ю.Г. Надзмеев и др.. М.: МЭИ, 1989. - 100, [2]с. - (сб. научн. тр./ Московский Энергетический институт ISSN 0234-9124, №201.)

125. Белов И.А., Кудрявцев Н.А. Теплоотдача и сопротивление пакетов труб. -Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1987. — 222 с.

126. Исследование процессов тепло- и массопереноса в аппаратах промышленной теплоэнергетики. М.: МЭИ, 1987. - 98с. - (сб. науч. тр./ Московский Энергетический институт; №133)

127. Проблемы тепло- и массопереноса 91: сб. науч. тр./ Акад. науч. комплекс " тепломассообмена им. А.В.Лыкова АНБ"; О.Г.Мартыненко. -Минск: АНК ИТМО, 1991. - 107 с.

128. Проблемы тепло- и массопереноса в теплоэнергетических установках с дисперсными системами: сб. науч. тр./ АН БССР, ин-т тепло- и массо-обмена им. А.В.Лыкова; Редкол.: В.А.Бородуля и др.- Минск, 1985 162с.

129. Композиционные полимерные материалы/ АН УССР Ин-тут химии высокомолекулярных соединений. Киев: Наукова думка, вып. 48, 1991.

130. Санжаровский А.Т. Физико-химические свойства полимерных и ла-ко-красочных покрытий. М: Химия, 1978. 184с.

131. Якубович СВ. Испытания лакокрасочных материалов и покрытий. М: Госхимиздат, 1952. 480с.

132. Невструева Е.И. Романовский И.М., Сергеева К.Н. О влиянии ультра-звука на процесс накипеобразования // инженерно-физический журнал. -1973. -С.701-710.

133. Царев П.К., Сергеева Л.М. и др. Композиционные полимерные материалы. -Киев: Наукова думка, 1983. вып. 18. С.31

134. Нотт Д. Основы механики разрушения: пер. с англ./ под ред. В.Г.Кудряшова. М.: Металлургия, 1978.-256с.

135. Баклан Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии: пер. с англ. Машиностроение 1986.

136. Егоренков Н.И. Закономерности изменения адгезионных, фрикционных и физико-химических свойств пленок на металлах при термических воздействиях, дис. на соиск. уч. степени д.х.н. Киев, 1987. 538с.

137. Композиционные материалы / под ред. Л.Браутмана и др.: пер. с англ. -М.: Мир, 1978.

138. Зейгарник Ю.А. Теплообмен в пористых структурах: современное состояние и основные направления исследования/ Теплоэнергетика, №1, 1996. С.62-65.

139. М.Г.Лагуткин, А.М.Кутепов и др. Анализ методов определения дисперсного состава твердой фазы суспензий. / Известия ВУЗов, 1995. Том 28, №9. С. 105-108.

140. Зацепина Г.Н. Физические свойства и структура воды. 2-е изд, пе-ре-раб. -М.: Изд-воМГУ, 1987. - 171с.

141. Богорош А.Т. Влияние температуры, форм течения и рН растворов на накипеобразование/ Химия и технология воды, №5, 1982. С.424-427.

142. ПО. Богорош А.Т. Кинетика роста карбонатных кристаллов из водных растворов и в накипи/ Химия и технология воды, №3, 1983. С.205-209.

143. Майоров В.А. Теплопроводность пористых металлов в системах с пористыми элементами. Минск: ИТМО АН БССР, 1981. С. 121-130.

144. Теплотехника и теплоэнергетика. Справочная серия. Тепловые и атомные электрические станции/ Под ред. Григорьева В.А.,Зорина В.М.-М: Энергоиздат, 1982-624с.

145. Bohnet Matthias. Fouling von waraieubertragungsflachem // Chemie In-genieur Technik. 1985. vol.57. No. 1. p.24-36.

146. Girou A. Lutte contre 1 entartrage: asperts theorigues // Ecole d ete de Cada-rache: le Soleil en lau des pays arides 6-11 sept., Saint paul les Durance, Cent. etud. nucl. Cadarache. 1982. vol. 2. p. III/87-III-147.

147. Лукин Г.Я. О расчёте скорости карбонатной накипи в кипящих испарителях на основе аналогии между тепло- и массообменном. // Энергетика. 1979. №12. с.40-46.

148. Шафрановский И.И., Алявдин В.Ф. Краткий курс кристаллографии: Учебник для негеолог, спец. вузов. М: Высш. шк., 1984. - 120 с.

149. Исследование влияния качества технической воды на выбор оптимального диаметра трубок теплообменников АЭС: Отчёт / Бубликов И.А.

150. Kraus S. Neuere Untersuchungen zum Fouling von warmeubertragungs-fla-chem durch Sedimentbildung and Kristallisation // Chemie Ingenieur Tech-nik. 1986. vol.58. No.2. p.146-147.

151. Z. Adamczyk and T.G.M.Van de Ven. Kinetics of Particle Accumulation at Collector Surfaces. Approximate Analytical Solutions// Journal of Colloid and Interface Science, Vol.97, №1, January 1984, pp. 68-90.

152. Z. Adamczyk and T.G.M.Van de Ven. Kinetics of Particle Accumulation at Collector Surfaces. Exact Numerical Solutions// Journal of Colloid and Interface Science, Vol.97, №1, January 1984, pp. 91-104.

153. Бубликов И.А., Середкин B.B. Повышение точности расчетной модели загрязнения оборудования в системах технического водоснабжения. Изв.вузов СКНЦ. Техн. науки.-2000.-№1.-С.49-53.

154. Бубликов И.А., Середкин В.В. Построение расчетной модели механизма загрязнения оборудования в системах технического водоснабжения. Сборник трудов 14 международной научной конференции ММТТ. Смоленск. 2001 г.Т.З.С.114-117.

155. Чернов А.А., Гивиргизов Е.И. и др. Современная кристаллография. Т.З. Образование кристаллов. -М.: Наука, 1980.-408 с.

156. Рашкович JI.H. Как растут кристаллы в растворе // Соровский образовательный журнал, 1962. 228 с.

157. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Госхимиз-дат, 1962. - 288 с.

158. Rock P.A. Gibbs energy of formation of dolomite from electrochemical cell measurements and theoretical calculation // American Journal of Science, 301, 2001, №2, p. 103-111.

159. Freij S. J. Godelitsas A., Putnis A. Cristal growth and dissolution processes at the calcite water interface in the presence of zinc ions // J, Cryst, Growth, 273, 2005, p. 535-545.

160. Paquette J. Novel ТЕМ approaches to imaging of microstructures in carbonates: Clues to growth mechanism in calcite and dolomite // American Mineralogist, 84, 1999, p. 1939-1949.

161. De Giadici G. Surface control vs. diffusion control during calcite dissolution: Dependence of step-edge velocity upon solution pH // American Miniralogist, 87, 2002, p. 1279-1285.

162. Г. Шлхтинг. Теория пограничного слоя. М: Ил. 1956 г. 528 с.

163. Н.Н. Калиткин Численные методы. М.: Наука, 1978 г. 512 с.