Реферат. Проведен анализ процесса охлаждения оборотной воды в блоке градирен с принудительной тягой как объекта управления. Установлено, что для заданной конструкции башенного охладителя его работа определяется отношением массовых потоков воды и воздуха. Управляющими воздействиями в водоблоке являются расходы в башне горячей воды на охлаждение и скорость вращения валов вентиляторов. Контролируемые возмущения – температура, влажность, барометрическое давление атмосферного воздуха, температура и давление горячей воды. Неконтролируемые возмущения - изменение суммарных коэффициентов теплоотдачи в градирнях, скорость и направление ветра, образование льда на входных окнах. Математическая модель процесса охлаждения описывает совместный тепломассообмен в градирне, течение водяной плёнки (для насадочных и плёночных градирен), осаждение водяных капель (для распылительных градирен), потребление вентиляторным блоком электрической энергии и позволяет оптимизировать процесс охлаждения путём минимизации суммарного значения активной электрической мощности, потребляемой электроприводами всех градирен водоблока. Она основывается на модифицированном уравнении Меркеля, уравнениях Клаузира- Клапейрона, Навье-Стокса. Модель справедлива при допущении того, что температура воды на границе раздела фаз равна среднемассовой температуре воды, при этом воздух на поверхности раздела является насыщенным. Принимается, что тепловой поток от воды к воздуху по нормали к поверхности раздела зависит от разности энтальпий этих сред у кромки раздела и среднемассовой энтальпии, вода и воздух распределяются равномерно по площади сечения оросителя. Разработка учитывает особенности движения жидкости в оросителе и позволяет определять температуру адиабатического насыщения воздуха методом «мокрого» термометра без ее непосредственного измерения. Модель применима для управления процессом охлаждения в реальном времени.

математическая модель, градирня, ороситель, тепломассообмен, течение водяной плёнки, уравнение Меркеля

1. Арапов Д.В. и др. Оптимальный режим водоблока ТЭЦ // Сахар. 2009. № 6. С. 50-56. Arapov D.V. et al. Optimum mode of waterblock of heat electropower station. Sakhar. [Sugar], 2009, no. 6, pp. 50-56. (In Russ.).

2. Пат. №2316165, RU, C2 7 F28 C 1/00. Способ управления процессом охлаждения оборотной воды в блоке градирен / Курицын В.А. и др. №2007144470/ 06; Заявл. 29.11.2007; Опубл. 10.07.2009, Бюлл. № 19. Kuritsyn V.A. et al. Sposob upravleniia protsessom okhlazhdenia oborotnoi vody v bloke gradiren [Control method of process of cooling recycled water in the block of cooling towers]. Patent RF, no 2316165, 2009. (In Russ.).

3. Пат. № 222850, RU, C2 7 F28 C 1/00. Способ охлаждения жидкости в градирне / Иванов В.Б. № 2002112838/06; Заявл. 16.05.2002; Опубл. 10.05.2004, Бюлл. № 13. Ivanov V.B. Sposob okhlazhdenia zhidkosti v gradirne [Method of cooling liquid in the cooling tower]. Patent RF, no 222850, 2004. (In Russ.).

4. Пономаренко В.С., Арефьев Ю.И. Градирни промышленных и энергетических пред- приятий: справ. пособие. М: Энергоатомиздат, 1998. 376 с. Ponomarenko V.S., Aref’ev Iu.I. Gradirni promyshlennykh i energeticheskikh predptiiatii [Cooling towers of industrial and energy enterprises], Moscow, Energoatomizdat, 1998. 376 p. (In Russ.).

5. Гельфанд Р.Е. Уравнения тепломассообмена и соотношение между коэффициентами отдачи в теории и практике технологических расчетов градирен // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 2006. Т. 245. С. 196-204. Gel’fand R.E. The equations of heat and mass transfer and relationship between the recovery factor in the theory and practice of technological calculations. Izvestiia VNIIG. im. B.E. Vedeneyeva. [Bulletin of All-Russian Research Institute of Hydraulic Engineering], 2006, vol. 245, pp. 196-204. (In Russ.).

6. Дячек П.И. Холодильные машины и установки: учеб. пособие. Ростов н/Д: Феникс, 2007. 424 с. Diachek P.I. Kholodil’nye mashiny I ustanovki. [Refrigerating machines and installations], Rostov, Feniks, 2007. 424 p. (In Russ.).