DisCollection.ru

Авторефераты и темы диссертаций

Поступления 26.07.2010

Материалы

загрузка...

Создание математической модели образования отложений продуктов коррозии на теплопередающих поверхностях

Исянова Анастасия Рамисовна, 26.07.2010

 

4,80692E-13

АВР 50 9,11 4,89 1,288?10-5 5,0-10,0 0,16 0,00924 3,99793E-15

~ 40,0 0,465

3,37676E-14

150 9,2 4,8 1,585?10-5 5,0-10,0 0,315 0,00944 1,48462E-14

~ 40,0 0,40

2,39395E-14

300 9,17 4,83 1,479?10-5 5,0-10,0 0,64 0,00936 6,23372E-14

~ 40,0 1,48

3,33358E-13

ВВР 50 8,77 5,23 5,888?10-6 5,0-10,0 0,1755 0,00708 8,19269E-15

~ 40,0 0,220

1,28741E-14

150 8,9 5,11 7,763?10-6 5,0-10,0 0,250 0,00824 1,22734E-14

~ 40,0 0,214

8,99315E-15

300 8,78 5,22 6,026?10-6 5,0-10,0 0,956 0,00722 2,33765E-13

~ 40,0 0,977

2,44148E-13

Для моделирования процесса образования внешнего слоя отложений были учтены не только теплотехнические параметры и тип ВХР, но и физико-химические свойства соединений продуктов коррозии железа в теплоносителе. Если рассматривать процесс образования отложений продуктов коррозии железа как процесс, протекающий с изменением химических потенциалов продуктов коррозии железа, которые отлагаются на поверхности металла, то этот процесс наиболее активно будет протекать для соединений, разность химических потенциалов которых в теплоносителе и на поверхности металла больше.

С этой целью, основываясь на фазовом составе продуктов коррозии железа во внешнем слое отложений, определенном экспериментально, были рассчитаны значения свободной энергии продуктов коррозии железа в теплоносителе и внешнем слое отложений при двух ВХР (АВР и КАВР) и тепловых потоках 50 и 300 кВт/м2 (табл. 5).

Значения свободных энергий продуктов коррозии железа в теплоносителе и внешнем слое отложений (при t ~ 330°С)

Тип ВХР Форма существования продуктов коррозии железа в теплоносителе ?Fтн, кДж/моль Формула для расчета свободной энергии продуктов коррозии железа во внешнем слое ?Fвнеш,

(q=50 кВт/м2) Fe(ОН)2 , Fe3O4 -190,24 0,26??FFe2O3+0,74??FFe3O4 -850,20

(q=300 кВт/м2) Fe(ОН)2 , Fe3O4 -190,24 0,21??FFe2O3+0,79??FFe3O4 -862,93

(q = 50 кВт/м2) Fe(ОН)3 -110,50 0,25??FFe2O3+0,75??FFe3O4 -852,74

(q=300 кВт/м2) Fe(ОН)3 -110,50 0,27??FFe2O3+0,73??FFe3O4 -847,65

Примечание. ?Fтн – свободная энергия продуктов коррозии железа в теплоносителе; ?Fвнеш – свободная энергия продуктов коррозии железа во внешнем слое отложений.

На основании вышесказанного, в уравнение для расчета скорости образования внешнего слоя отложений продуктов коррозии железа были включены факторы, определяющие кинетику процесса образования внешнего слоя (тепловой поток, время пребывания примеси в объеме теплоносителя, концентрация продуктов коррозии железа в воде) и термодинамические параметры системы теплоноситель - поверхность слоя отложений. Для расчета скорости образования внешнего слоя отложений продуктов коррозии железа предложено использовать следующее уравнение:

где AвнешFe – скорость образования внешнего слоя отложений продуктов коррозии железа, мг/(см2?ч); k – эмпирический коэффициент, (дм3?моль)/(ч?кДж2); СFe – концентрация железа в воде, мг/дм3; ?Fсист – свободная энергия системы, кДж/моль; q – тепловой поток, кВт/м2; ? – время пребывания, с.

Были рассчитаны также значения эмпирического коэффициента k для АВР и КАВР (табл. 6); при проведении расчетов были использованы данные, полученные на экспериментальной установке (табл. 1).

Значения эмпирического коэффициента k для АВР и КАВР

Тип ВХР q, кВт/м2 СFe, мкг/дм3 k,

(дм3?моль)/(ч?кДж2)

50 5,0-10,0 3,367·10-7

~ 40,0 2,210·10-7

300 5,0-10,0 4,198·10-7

~ 40,0 1,116·10-7

50 5,0-10,0 1,372·10-7

~ 40,0 0,437·10-7