CC BY
2
Научная статья
УДК 66.021.3/4:66.045.53
DOI: 10.14529/power240208
ОЦЕНКА ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ГИБРИДНОЙ ГРАДИРНИ С ОРЕБРЕННЫМ ТРУБЧАТЫМ РАДИАТОРОМ
И.Н. Мадышев1, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9513-894X О.С. Дмитриева1, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6221-0167 Л.Ф. Гилязова2, [email protected]
Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия 2 Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) Казанского национального исследовательского технологического университета, Нижнекамск, Россия
Аннотация. Градирни являются важным компонентом систем оборотного водоснабжения промышленных предприятий. При сравнении различных типов охлаждения испарительное является наиболее эффективным, однако из-за имеющихся недостатков были проведены исследования по их оптимизации. Гибридные системы охлаждения являются наиболее практичными и эффективными способами предотвращения образования большого парового факела, добавления избыточного количества подпиточной воды. В дополнение к этому гибридные градирни обеспечивают дополнительные преимущества по сравнению с другими обычными градирнями с точки зрения эффективности протекания процесса, а также экономии использования химических реагентов при техническом обслуживании. Авторами предложена конструкция гибридной градирни с оребренным трубчатым радиатором. Для прогнозирования тепло- и массообмена в гибридной градирне была собрана экспериментальная установка, определен тепловой КПД в испарительной части градирни, проанализирована охлаж-даюшая способность наклонно-гофрированных контактных элементов с оребренным трубчатым радиатором. При увеличении плотности орошения охлаждающей жидкости наблюдается, как правило, незначительное снижение тепловой эффективности в результате сопротивления, оказываемого потоку воздуха в пространстве гофрированных элементов. Исследования показали, что наиболее высокая охлаждающая способность наклонно-гофрированных контактных элементов наблюдается при невысоких массовых плотностях орошения и может достигать 35 % без существенного капельного уноса.
Ключевые слова: гибридная градирня, радиатор, охлаждение, оборотная вода, испарение, тепловой КПД
Благодарности. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-79-01034, https://rscf.ru/project/23-79-01034/.
Для цитирования: Мадышев И.Н., Дмитриева О.С., Гилязова Л.Ф. Оценка охлаждающей способности гибридной градирни с оребренным трубчатым радиатором // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2024. Т. 24, № 2. С. 79-87. DOI: 10.14529/power240208
Original article
DOI: 10.14529/power240208
AN EVALUATION OF THE COOLING CAPACITY OF A HYBRID COOLING TOWER WITH A FINNED TUBULAR RADIATOR
I.N. Madyshev1, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-9513-894X O.S. Dmitrieva1, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6221-0167 L.F. Gilyazova2, [email protected]
Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia 2 Nizhnekamsk Institute of Chemical Technology (branch) of Kazan National Research Technological University, Nizhnekamsk, Russia
Abstract. Cooling towers are an important component of the recycling water supply systems of industrial enterprises. When comparing different cooling methods, evaporative is the most effective. However, because of their shortcomings, studies have been conducted to optimize them. Hybrid cooling systems are the most practical and effective ways to prevent the formation of large steam flares, requiring the addition of an excessive amount of water. Hybrid cooling towers also provide additional advantages over other conventional cooling towers in terms of their efficiency and savings of chemicals during maintenance. The authors proposed a hybrid cooling tower design with a finned tubular radiator. To predict heat and mass transfer in the tower, they assembled an experimental installation, determined
© Мадышев И.Н., Дмитриева О.С., Гилязова Л.Ф., 2024
the thermal efficiency in the evaporative part of the cooling tower, and analyzed the cooling capacity of inclined-corrugated contact elements with a finned tubular radiator. With an increase in the irrigation density of the coolant, there is a slight decrease in thermal efficiency because of the resistance provided to the air flow in the corrugated elements. Studies have shown that the highest cooling capacity of inclined-corrugated contact elements is observed at low irrigation mass densities and can reach 35 % without significant drip entrainment.
Keywords: hybrid cooling tower, radiator, cooling, recycled water, evaporation, thermal efficiency
Acknowledgments. The research was carried out with the support of the Russian Science Foundation grant No. 23-79-01034. https://rscf.ru/project/23-79-01034/.
For citation: Madyshev I.N., Dmitrieva O.S., Gilyazova L.F. An evaluation of the cooling capacity of a hybrid cooling tower with a finned tubular radiator. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Power Engineering. 2024;24(2):79-87. (In Russ.) DOI: 10.14529/power240208
Введение
Системы охлаждения используются на электростанциях, нефтеперерабатывающих заводах и др. отраслях промышленности [1]. По способу теплопередачи градирни делятся на разные категории. Первая группа - мокрые градирни, наиболее часто используются из-за высокой эффективности. Однако основным недостатком этой системы является разбрызгивание частиц воды вокруг нее, приводящее к ряду нежелательных явлений, включая туман, коррозию, повышенную влажность окружающего воздуха, а также чрезмерное испарение воды [2]. Вторая группа - сухие градирни, которые применяются в районах, где есть необходимость предотвращения потерь воды и дальнейшего испарения из-за малых ресурсов воды. Недостатком данной системы является снижение эффективности охлаждения при повышении температуры окружающей среды, особенно в случае, когда ветер дует непосредственно со стороны основных объектов ТЭЦ. Термодинамические характеристики при этом нестабильны, удельная теплоемкость воздуха намного меньше, чем удельная теплота воды, не говоря уже о скрытой теплоте испарения воды [3].
Так как спрос на воду постоянно увеличивался на протяжении последних нескольких десятилетий, одной из актуальных задач стал поиск новых технологий, которые могут снизить пассивное потребление воды и увеличить энергоэффективность. Предлагаются различные подходы к снижению расхода воды в мокрых градирнях, одним из наиболее часто используемых решений является переоборудование мокрых градирен в сухие или гибридные системы охлаждения.
Литературный обзор исследования
Гибридное охлаждение является многообещающим решением для повышения эффективности работы при меньшем потреблении воды, для этого был рекомендован подход в комбинации сухого и влажного охлаждения для снижения потребления воды, т. е. используется как воздушный охладитель, так и небольшая мокрая градирня, работающие одновременно в течение лета [4].
Поскольку гибридная система охлаждения использует преимущества как мокрой, так и сухой градирни и одновременно нивелирует недостатки,
в последние годы такая система стала популярной темой для исследований [5]. Так, авторы [6] обнаружили, что после такой модернизации потребляется в среднем на 9,4 % меньше воды. Другие авторы [7] экспериментально проверили охлаждающую способность и перепад давления гладких и оребренных медных трубок, расположенных в шахматном порядке в сухой секции, и обнаружили значительное улучшение охлаждающей способности ребристых трубок, но приводящее к увеличению перепада давления.
Что касается энергоэффективности, изменение термодинамических параметров и принцип распределения охлаждающей нагрузки в сухих и влажных секциях в рабочем режиме при различных метеопараметрах являются фундаментальными научными вопросами, к сожалению, не полностью исследованными [8].
Также стоит отметить еще одну проблему в гибридных системах охлаждения из-за чередующихся режимов влажного и сухого охлаждения, которые создают новые химические и физические механизмы осаждения: при переключении между влажным и сухим охлаждением в гибридной градирне подверженные воздействию атмосферы пучки труб со временем сильно засоряются. Образование нежелательных отложений на нагретых поверхностях увеличивает сопротивление потоку жидкости, влияет на энергопотребление, приводит к частым остановкам и чисткам [9, 10].
Развитие биологических обрастаний в оросителе градирни приводит к быстрому закупориванию каналов и резкому снижению теплопередачи. Для борьбы с биообрастанием технологических водопроводов и резервуаров широко применяется метод их обеззараживания при помощи химических окислителей, в основном хлора и его соединений. Дозы хлора, время контакта и периодичность обработки зависят от типа и количества микроорганизмов, которые присутствуют в биообрастаниях. Однако применение хлора имеет ряд существенных ограничений, среди которых основным является величина предельной дозы хлора, необходимой для борьбы с биообрастанием [11-13].
С целью изучения вопросов снижения парового шлейфа, потребления подпиточной воды, затрат на техническое обслуживание авторами настоящей статьи разработана градирня с гибридной системой
охлаждения оборотной воды. К особенностям конструкции относится использование блока оросителя из наклонно-гофрированных контактных элементов и трубчатого радиатора для исключения контакта основного потока оборотной воды с атмосферным воздухом. Проведенные исследования [14] показали, что такой блок оросителя обеспечивает более полное соприкосновение газожидкостных потоков с минимальным количеством мертвых зон при небольших расходах жидкости.
Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка (рис. 1) представляет собой блок оросителя из четырех наклонно-гофрированных пластин общей высотой 340 мм, с квадратным поперечным сечением, имеющим размеры 100^100 мм.
Рис. 1. Внешний вид экспериментальной установки с блоком оросителя гибридной градирни и оребренным трубчатым радиатором Fig. 1. An experimental installation with a hybrid cooling tower sprinkler unit and a finned tubular radiator
Контакт потоков происходит на металлических гофрированных пластинах толщиной 0,6 мм и радиусом кривизны 7,5 мм, на боковых поверхностях и в верхней части гофр имеются сквозные круглые отверстия диаметром 5 мм с шагом 12 мм для прохода жидкости и газа. Кроме этого, во впадинах гофр выполнены также сквозные круглые
отверстия диаметром 3 мм и шагом 10 мм. В блок оросителя гибридной градирни установлено 30 медных трубок диаметром 8 мм и длиной 125 мм каждая, соединенных между собой силиконовыми шлангами, в перекрестном направлении к наклонно-гофрированным контактным элементам. К каждой медной трубке приварено 19 стальных колец толщиной 0,5 мм с шагом 5 мм. Наружный диаметр трубки с учетом поперечного оребрения составляет 15 мм. Контактные элементы устанавливаются с небольшим наклоном, образованным пересечением ее скатов для качественной системы водостока в рабочем объеме блока оросителя.
В ходе эксперимента (рис. 2) подача горячей воды на охлаждение осуществляется в нижнюю часть блока оросителя градирни 1 непосредственно в трубчатый радиатор 3. При таком техническом решении исключается прямой контакт основного потока оборотной воды с атмосферным воздухом, что позволяет сократить использование химических реагентов для борьбы с биологическими обрастаниями в системе оборотного водоснабжения. Другая часть жидкости подается дополнительно в верхнюю часть градирни через трубчатый распределитель 4, расположенный между первым и вторым наклонно-гофрированным контактным элементом 2. Этот поток жидкости стекает по поверхности гофрированных пластин, при этом омывает трубчатый радиатор 3, распределяясь через отверстия в пластинах на нижележащие контактные элементы. За счет поперечного оребрения труб радиатора 3 площадь поверхности теплопередачи увеличивается.
Нагнетаемый вентилятором 12 атмосферный воздух движется вверх, проходя через отверстия гофрированных пластин, контактирует с потоком стекающей жидкости, разбрызгивая ее и распределяя в разные стороны по всему объему блока оросителя. Таким образом, в блоке оросителя гибридной градирни формируется развитая и постоянно обновляющаяся поверхность контакта фаз, протекают процессы тепломассообмена. Стоит отметить, что для изменения производительности центробежного вентилятора 12 использовался частотный преобразователь Mitsubishi FR E-700, который позволил изменять среднюю скорость охлаждающего воздуха в подающем трубопроводе в диапазоне от 0,72 до 3 м/с.
После взаимодействия с жидкостью на наклонно-гофрированных контактных элементах воздух направляется в окружающую среду. Поскольку корпус блока оросителя градирни 1 изготовлен из прозрачного материала, структуру потоков жидкости и газа, а также степень их взаимодействия можно оценить с помощью видеокамеры 15. Охлаждение основного потока оборотной воды происходит при восходящем движении жидкости по трубчатому радиатору за счет передачи тепла через стенку радиатора атмосферному воздуху,
Рис. 2. Схема экспериментальной установки градирни с гибридной системой охлаждения оборотной воды:
1 - блок оросителя; 2 - наклонно-гофрированные контактные элементы; 3 - радиатор; 4 - распределитель жидкости; 5 - насос; 6, 10 - емкость; 7 - воронка; 8 - фильтр; 9, 11, 14 - запорная арматура на линии подачи воды; 12 - вентилятор; 13 - запорная арматура на линии подачи воздуха; 15 - видеокамера; Ti-T6 - датчики температуры; Fi-F3 - расходомеры;
ф1, ф2 - датчики относительной влажности воздуха Fig. 2. The experimental installation of a cooling tower with a hybrid circulating water cooling system: 1 - cooling tower sprinkler unit; 2 - inclined-corrugated contact elements; 3 - radiator; 4 - liquid distributor; 5 - pump; 6, 10 - tank; 7 - funnel; 8 - filter; 9, 11, 14 - shut-off valves on the water supply line; 12 - fan; 13 - shut-off valves on the air supply line; 15 - video camera; T1-T6 - temperature sensors; F1-F3 - flow meters; ф1, ф2 -- relative humidity sensors
Таблица 1
Контрольно-измерительные приборы, используемые в процессе эксперимента
Table 1
Control and measuring devices used in the experiment
Параметр Прибор Диапазон Погрешность
Средняя скорость воздуха в подающей трубе Термоанемометр TESTO 405i 0,72-3,0 м/с ±(0,1 м/с + 5 %) (0...2 м/с) ±(0,3 м/с + 5 %) (2.15 м/с)
Температура воздуха Термогигрометр TESTO 605i 25,0-25,7 °С ±0,5 °C
Относительная влажность воздуха 37,2-44 % ±2,0 % (35.65 %)
Температура воды, подаваемой на орошение Терморегулятор ОВЕН 2ТРМ1 34,4-35,4 °С ±0,5 %
Массовая плотность орошения Ротаметр LZB-VA10-15F 3,25-10,15 кг/(м2с) ±1,5 %
Расход воды в радиаторе с оребрением Бетар СГВ-15 0,0236 кг/с ±2,0 %
а также омывающей жидкости наружную поверхность труб. Причем омывающая жидкость с поверхности нижнего контактного элемента и со стенок блока стекает в водосборную емкость 6, откуда обратно подается насосом 5 на орошение в верхнюю часть градирни. Таким образом, омывающий поток воды циркулирует по замкнутому контуру и является также охлаждающей жидкостью. Жидкость, протекающая в контуре радиатора, остается чистой, не образуя осадка и не корродируя.
Контрольно-измерительные приборы, которые используются в замерах, представлены на рис. 2, а их характеристики - в табл. 1.
Постановка цели исследования
Целью экспериментальных исследований является определение теплового КПД в испарительной части гибридной градирни, анализ охлаждающей способности наклонно-гофрированных контактных элементов с оребренным трубчатым радиатором.
Методы исследования
Таким образом, оценку эффективности протекания процессов тепло- и массообмена в испарительной градирне проведем по тепловому КПД, а именно по изменению разности температур орошающей жидкости:
Me =
№
ц =
T2 - T T2 - Tp
(1)
где Т2, Т4, Тр - температура жидкости на входе в блок оросителя, выходе из блока оросителя, равновесная температура воды, т. е. температура точки росы, °С.
Охлаждающую способность контактных элементов градирни проанализируем с помощью критерия Меркеля:
Ate K AL,
iAh
\ Lm у
(2)
'-"ср
где вгх - объемный коэффициент массоотдачи, кг/(м3 с); h - высота оросителя градирни, м; qm - массовая плотность орошения, кг/(м2 с); М - средняя разность температур орошающей жидкости, °С; с - удельная массовая теплоемкость воды, Дж/(кгК); К = 1 - с^/г - коэффициент; 4 - температура жидкости на выходе, °С; г - удельная теплота парообразования, Дж/кг; Д/ср - средняя разность энтальпий, Дж/кг; А - эмпирический коэффициент; Gm - массовый расход воздуха, кг/с; Lm - массовый расход воды, кг/с; п - показатель степени, характеризующий зависимость объемного коэффициента массоотдачи от изменения удельного расхода воздуха.
Для многих типов оросителей, используемых в энергетике, значения А и п определены в ходе экспериментальных исследований, обобщенные данные представлены в работе [15].
Следует отметить, что критерий Меркеля прямо пропорционален объемному коэффициенту массоотдачи, значения последнего для различных типов оросителей градирни представлены в работах [16-18].
Результаты исследований и их обсуждение
Результаты экспериментальных исследований были представлены графически на рис. 3, 4. Видно, что эффективность охлаждения оборотной воды в испарительной части гибридной градирни существенно зависит от массового расхода орошающей жидкости и расхода воздуха (рис. 3Ь). С увеличением плотности орошения количество удерживаемой жидкости увеличивается, что особенно сказывается на п при малой величине скоро-
0,5
n n
0,35 0,35 -
0,3 0,3 -
-O- 1
0,25 -П- 3 0,25
0,2 -0- 4 0,2 -
0,15 - -'5 0,15 -
0,1 - 0,1 -
0,05 0,05
0 4F- 0
0,9
1,3
1,7 2,1
Wcp, м/с
а)
0,2
0,4 b)
0,6 0,8 Gm/Ln
Рис. 3. Изменение теплового КПД в испарительной части гибридной градирни от среднерасходной скорости воздуха (а); соотношения массовых расходов газовой и жидкой фаз (b); при массовой плотности орошения
qm, кг/(м2 с): 1 - 3,25; 2 - 4,97; 3 - 6,7; 4 - 8,42; 5 - 10,15 Fig. 3. The change in thermal efficiency in the evaporative part of a hybrid cooling tower from the average exhaust air velocity (а); the ratio of the mass flow rates of the gas and liquid phases (b); at the mass density of irrigation
qm, kg/(m2 s): 1 - 3,25; 2 - 4,97; 3 - 6,7; 4 - 8,42; 5 - 10,15
0
0,8 -0,6 -
0,4 -0,2 -0 -
0,5 0,9 1,3 1,7 2,1 Wcv, м/с
сти газа (рис. 3 а). Повышение теплового КПД наблюдается при увеличении среднерасходной скорости воздуха в гибридной градирне. Влияние скорости воздуха на значения теплового КПД обусловлено изменением средней температуры охлаждающей жидкости (разность температур достигала 6,6 °С) вследствие турбулизации двухфазного газожидкостного потока в блоке оросителя предлагаемой градирни. Видно, что при среднерасход-ной скорости воздуха более 2,5 м/с значение теплового КПД по орошающей жидкости может достигать 35 %, что сопоставимо с другими типами блоков оросителей в летних условиях [19]. При увеличении плотности орошения охлаждающей (орошающей) жидкости наблюдается, как правило, незначительное снижение тепловой эффективности в результате сопротивления, оказываемого потоку воздуха в пространстве гофрированных элементов (см. рис. 3).
В ходе исследований установлено, что наиболее высокая охлаждающая способность наклонно-гофрированных контактных элементов наблюдается при невысоких массовых плотностях орошения (см. рис. 4). Так, например, снижение массовой плотности орошения с 4,97 кг/(м2 с) до 3,25 кг/(м2 с) приводит к повышению критерия Меркеля на 52,6-56,4 %. Это связано с тем, что при небольших
Рис. 4. Зависимость критерия Меркеля от среднерас-ходной скорости воздуха в гибридной градирне с ореб-ренным трубчатым радиатором при массовой плотности орошения охлаждающей жидкости qm, кг/(м2-с):
1 - 3,25; 2 - 4,97; 3 - 6,7; 4 - 8,42; 5 - 10,15 Fig. 4. The dependence of the Merkel criterion on the average exhaust velocity in a hybrid cooling tower with a finned tubular radiator at a mass density of coolant irrigation qm, kg/(m2 s): 1 - 3,25; 2 - 4,97; 3 - 6,7; 4 - 8,42; 5 - 10,15
расходах орошающей жидкости наблюдается более полное взаимодействие газожидкостных потоков с минимальным количеством мертвых зон. При этом предлагаемая конструкция контактных элементов обеспечивает равномерное распределение жидкости в поперечном сечении градирни. Кроме того, установлено, что использование ореб-ренного трубчатого радиатора не приводит к изменению охлаждающей способности наклонно-гофрированных контактных элементов. При этом оребрение труб способствует повышению тепловой мощности и производительности гибридной системы охлаждения оборотной воды за счет увеличения поверхности теплообмена при передаче тепла через стенку радиатора [20].
Проведенные оценочные расчеты показывают, что при высоте блока оросителя в 1 м, массовой плотности орошения 2,5 кг/(м2с) и среднерасходной скорости воздуха 1,35 м/с критерий Мер-келя наклонно-гофрированных контактных элементов составит 1,16. При аналогичных условиях работы для волнистых асбестоцементных листов критерий Меркеля составляет 0,61, полиэтиленовых гофрированных листов - 0,38, в струйно-пленочных контактных устройствах - 1,15. Результаты расчетов представлены в табл. 2 на основе данных работ [17, 18, 21].
Таблица 2
Результаты технологического расчета градирни с различными типами блоков оросителя
Table 2
Calculations of a cooling tower with different sprinkler blocks
Тип оросителя Pv*, кг/(м •с) cv, Вт/(м3 К) Me
Гофрированные полиэтиленовые трубы 0,267 277,8 0,11
Деревянные прямоугольные бруски, поставленные на ребро 0,75 781,4 0,3
Полиэтиленовые трубки сетчатые 0,638 664,2 0,26
Волнистые асбестоцементные листы 1,52 1582,1 0,614
Полиэтиленовые гофрированные листы 0,94 978,2 0,38
Струйно-пленочные контактные устройства 2,84 2953,7 1,15
Наклонно-гофрированные контактные элементы 2,91 3026,9 1,16
Выводы
Экспериментально определены значения тепловой эффективности испарительной части гибридной градирни, основанные на изменении разности температур охлаждающей (орошающей) жидкости. При высоких среднерасходных скоростях воздуха и малых плотностях орошения значения теплового КПД могут достигать 35 % при работе без существенного уноса капель жидкости из блока оросителя.
Оценка охлаждающей способности наклонно-
гофрированных контактных элементов по критерию Меркеля показывают возможности использования предлагаемого устройства для эффективного охлаждения оборотной воды на промышленных предприятиях при существенном снижении объемов использования химических реагентов.
При исследовании процесса испарительного охлаждения воды в характерной области необходимо обеспечить равномерность орошения, так как большой вклад в процесс дает область пленочного течения по поверхности труб радиатора.
Список литературы
1. Усмонов Н.О., Исаходжаев Х.С. Повышение эффективности охлаждения оборотной воды в испарительных охладителях с псевдоожиженным слоем // Вестник Московского энергетического института (Вестник МЭИ). 2019. № 2. С. 37-42. DOI: 10.24160/1993-6982-2019-2-37-42
2. Thermodynamic evaluation of hybrid cooling towers based on ambient temperature / Z. Nourani, A. Naserbegi, Sh. Tayyebi, M. Aghaie // Thermal Science and Engineering Progress. 2019. Vol. 14. P. 100406. DOI: 10.1016/j.tsep.2019.100406
3. Экспериментальные исследования распределения потоков воздуха в воздушных конденсаторах пара / О.О. Мильман, А.В. Кондратьев, А.В. Птахин, М.О. Корлякова // Теплоэнергетика. 2019. № 12. С. 77-85. DOI: 10.1134/S0040363619120051
4. Determination of optimum hybrid cooling wet/dry parameters and control system in off design condition: Case study / B. Golkar, S.N. Naserabad, F. Soleimany et al. // Applied Thermal Engineering. 2019. Vol. 149. P. 132-150. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2018.12.017
5. Thermodynamic characteristics of thermal power plant with hybrid (dry/wet) cooling system / X.H. Hu, Z. Li, Y. Jiang, X. Du // Energy. 2018. Vol. 147. P. 729-741. DOI: 10.1016/j.energy.2018.01.074
6. Dehaghani, S.T. Retrofit of a wet cooling tower in order to reduce water and fan power consumption using a wet/dry approach / S.T. Dehaghani, H. Ahmadikia // Applied Thermal Engineering. 2017. Vol. 125. P. 1002-1014. DOI: 10.1016/j. applthermaleng.2017.07.069
7. Enhancement of cooling capacity in a hybrid closed circuit cooling tower / M.M.A. Sarker, G.J. Shim, H.S. Lee et al. // Applied Thermal Engineering. 2009. Vol. 29, no. 16. P. 3328-3333. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2009.05.012
8. Performance analyses of a combined natural draft hybrid cooling system with serial airflow path / X. Huang, W. Wang, L. Chen et al. // International Journal of Heat and Mass. 2020. Vol. 159. P. 120073. DOI: 10.1016/j .ij heatmasstransfer.2020.120073
9. The influence of the cooling system fouling on the thermal performance of a CSP plant: Recent research updated / A. Zaza, N.E. Laadel, E.G. Bennouna, Y.E. Hammami // AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2307. P. 020061. DOI: 10.1063/5.0032965
10. Разработка методов интенсификации теплообмена в микроканальных теплообменниках гибридных систем термостабилизации / Д.А. Коновалов, И.Н. Лазаренко, Н.Н. Кожухов, И.Г. Дроздов // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2016. Т. 12. № 3. С. 21-30.
11. Experimental Study of Fouling in Hybrid Cooling Tower Used in CSP Plants: Effects of the Polymer and galvanized steel tubes / A. Zaza, E.G. Bennouna, N.E. Laadel, Y.E. Hammami // Thermal Science and Engineering Progress. 2021. Vol. 25. P. 101005. DOI: 10.1016/j.tsep.2021.101005
12. Исследование структуры отложений в системах оборотного охлаждения паровых турбин ТЭС / Н.Д. Чичирова, С.М. Власов, А.А. Чичиров и др. // Теплоэнергетика. 2018. № 9. С. 94-102. DOI: 10.1134/S0040363618090023
13. Проблемные вопросы биологического обрастания и коррозии систем забортной воды и пути их решения / М.А. Панов, М.С. Позднеев, А.В. Ивановская, Т.И. Гумена // Вестник Керченского государственного морского технологического университета. 2022. № 3. С. 90-101.
14. Experimental investigation of fill pack impact on thermal-hydraulic performance of evaporative cooling tower / A.V. Dmitriev, V.V. Kharkov, I.N. Madyshev et al. // Thermal Science and Engineering Progress. 2021. Vol. 22. P. 100835. DOI: 10.1016/j.tsep.2020.100835
15. Лаптев А.Г., Ведьгаева И.А. Устройство и расчет промышленных градирен. Казань: КГЭУ, 2004. 180 с.
16. Пономаренко В.С., Арефьев Ю.И. Градирни промышленных и энергетических предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1998. 376 с.
17. Лаптев А.Г., Данилов В.А., Вишнякова И.В. Определение эффективности охлаждения оборотной воды в градирне // Теплоэнергетика. 2004. № 8. С. 61-65.
18. Дмитриев А.В., Дмитриева О.С., Мадышев И.Н. Определение объемного коэффициента массоот-дачи в градирнях со струйно-пленочными контактными устройствами // Инженерно-физический журнал. 2021. Т. 94, № 1. С. 121-126.
19. Бергман Д. Испарительные градирни: современные конструкции и преимущества реконструкции // Энергетик. 2000. Спецвыпуск. С. 15-21.
20. Мадышев И.Н., Харьков В.В., Зинуров В.Э. Исследование термического сопротивления трубчатого радиатора гибридной системы охлаждения оборотной воды // Инженерно-физический журнал. 2023. Т. 96, № 3. С. 630-638.
21. Энерго- и ресурсосберегающие технологии и аппараты очистки жидкостей в нефтехимии и энергетике / А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, М.М. Башаров и др. Казань: Отечество, 2012. 410 с.
References
1. Usmonov N.O., Isakhodjayev Kh.S. Improving the Circulating Water Cooling Efficiency in Evaporative Fluidized-bed Coolers. Vestnik Moskovskogo energeticheskogo instituta = Bulletin of Moscow power engineering institute = VestnikMEI = Bulletin ofMPEI. 2019;2:37-42. (In Russ.) DOI: 10.24160/1993-6982-2019-2-37-42
2. Nourani Z., Naserbegi A., Tayyebi Sh., Aghaie M. Thermodynamic evaluation of hybrid cooling towers based on ambient temperature. Thermal Science and Engineering Progress. 2019;14:100406. DOI: 10.1016/j.tsep.2019.100406
3. Mil'man O.O., Kondrat'ev A.V., Ptakhin A.V., Korlyakova M.O. Experimental studies on the distribution of air flows in air cooled steam condensers. Thermal Engineering. 2019;66(12):936-943. DOI: 10.1134/S004060151912005X
4. Golkar B., Naserabad S.N., Soleimany F., Dodange M., Ghasemi A., Mokhtari H., Oroojie P. Determination of optimum hybrid cooling wet/dry parameters and control system in off design condition: Case study. Applied Thermal Engineering. 2019;149:132-150. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2018.12.017
5. Hu X.H., Li Z., Jiang Y., Du X. Thermodynamic characteristics of thermal power plant with hybrid (dry/wet) cooling system. Energy. 2018;147:729-741. DOI: 10.1016/j.energy.2018.01.074
6. Dehaghani S.T., Ahmadikia H. Retrofit of a wet cooling tower in order to reduce water and fan power consumption using a wet/dry approach. Applied Thermal Engineering. 2017;125:1002-1014. DOI: 10.1016/j. applthermaleng.2017.07.069
7. Sarker M.M.A., Shim G.J., Lee H.S., Moon C.G., Yoon J.I. Enhancement of cooling capacity in a hybrid closed circuit cooling tower. Applied Thermal Engineering. 2009;29(16):3328-3333. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2009.05.012
8. Huang X., Wang W., Chen L., Yang L., Du X. Performance analyses of a combined natural draft hybrid cooling system with serial airflow path. International Journal of Heat and Mass. 2020;159:120073. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.120073
9. Zaza A., Laadel N.E., Bennouna E.G., Hammami Y.E. The influence of the cooling system fouling on the thermal performance of a CSP plant: Recent research updated. AIP Conference Proceedings. 2020;2307:020061. DOI: 10.1063/5.0032965
10. Konovalov D.A., Lazarenko I.N., Kozhukhov N.N., Drozdov I.G. Development of methods for improved heat transfer in microchannel heat exchangers hybrid cooling systems.Bulletin of Voronezh state technical university. 2016;12(3):21-30. (In Russ.)
11. Zaza A., Bennouna E.G., Laadel N.E., Hammami Y.E. Experimental Study of Fouling in Hybrid Cooling Tower Used in CSP Plants: Effects of the Polymer and galvanized steel tubes. Thermal Science and Engineering Progress. 2021;25:101005. DOI: 10.1016/j.tsep.2021.101005
12. Chichirova N.D., Vlasov S.M., Chichirov A.A., Filimonova A.A., Vlasova A.Y. Studies on the deposit structure in the cooling systems of steam turbines at TPPS. Thermal Engineering. 2018;65(9):660-667. DOI: 10.1134/S0040601518090021
13. Panov M.A., Pozdneev M.S., Ivanovskaya A.V., Gumena T.I. [Problematic issues of biological fouling and corrosion of seawater systems and ways to solve them]. Vestnik Kerchenskogo gosudarstvennogo morskogo tekhnolo-gicheskogo universiteta = Bulletin ofthe Kerch State Marine Technological University. 2022;(3):90-101. (In Russ.)
14. Dmitriev A.V., Kharkov V.V., Madyshev I.N., Dmitrieva O.S., Zinurov V.E. Experimental investigation of fill pack impact on thermal-hydraulic performance of evaporative cooling tower. Thermal Science and Engineering Progress. 2021;22:100835. DOI: 10.1016/j.tsep.2020.100835
15. Laptev A.G., Ved'gaeva I.A. Ustroystvo i raschetpromyshlennykh gradiren [Device and calculation of industrial cooling towers]. Kazan: KSPEU; 2004. 180 p. (In Russ.)
16. Ponomarenko V.S., Arefev Yu.I. Gradirni promyshlennykh i energeticheskikh predpriyatiy [Cooling towers of industrial and energy enterprises]. Moscow: Energoatomizdat; 1998. 376 p. (In Russ.)
17. Laptev A.G., Danilov V.A., Vishnyakova I.V. Evaluating the effectiveness of circulating water cooling in a cooling tower. Thermal Engineering. 2004;51(8):661-665.
18. Dmitriev A.V., Dmitrieva O.S., Madyshev I.N. Determination of the volumetric coefficient of mass transfer in cooling towers with jet-film contact devices. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2021;94(1):113-117. DOI: 10.1007/s10891-021-02279-9
19. Bergman D. [Evaporative cooling towers: modern designs and advantages of reconstruction]. Energetik. 2000. Special issue. P. 15-21.
20. Madyshev I.N., Kharkov V.V., Zinurov V.E. Thermal Resistance of a Tubular Radiator of the Hybrid System for Cooling Circulating Water. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2023;96:627-635. DOI: 10.1007/s10891-023-02724-x
21. Laptev A.G., Farahov M.I., Basharov M.M. et al. Energo- i resursosberegayushchie tekhnologii i appa-raty ochistki zhidkostey v neftekhimii i energetike [Energy- and resource-saving technologies and liquid purification devices in petrochemistry and energy]. Kazan: Otechestvo Publ.; 2012. 410 p. (In Russ.)
Информация об авторах
Мадышев Ильнур Наилович, канд. техн. наук, доц., старший научный сотрудник кафедры оборудования пищевых производств, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия; [email protected].
Дмитриева Оксана Сергеевна, канд. техн. наук, доц., доц. кафедры оборудования пищевых производств, Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия; [email protected].
Гилязова Лилия Фарсиловна, магистрант кафедры машин и аппаратов химических производств, Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) Казанского национального исследовательского технологического университета, Нижнекамск, Россия; [email protected].
Information about the authors
Ilnur N. Madyshev, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Senior Researcher of the Department of Food Production Equipment, Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia; [email protected]
Oksana S. Dmitrieva, Cand. Sci. (Eng.), Ass. Prof., Ass. Prof. of the Department of Food Production Equipment, Kazan National Research Technological University, Kazan, Russia; [email protected]
Liliya F. Gilyazova, Master's Student of the Department of Machines and Apparatuses for Chemical Production, Nizhnekamsk Institute of Chemical Technology (branch) of Kazan National Research Technological University, Nizhnekamsk, Russia; [email protected]
Статья поступила в редакцию 09.10.2023; одобрена после рецензирования 10.11.2023; принята к публикации 10.11.2023.
The article was submitted 09.10.2023; approved after review 10.11.2023; accepted for publication 10.11.2023.
