Система уравнений для расчета скорости естественного упаривания, страница 6

Вычисления заканчиваются при достижении условия, что

.                                       (26)

          Программа расчетов реализована на алгоритмическом языке turbopaskal 7.0.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЕСТЕСТВЕННОГО УПАРИВАНИЯ РАССОЛОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

          С использованием программы BDRV были проведены расчеты скорости естественного упаривания рассолов, составы которых представлены в табл. 3. Расчетными интервалами являлись следующие месяцы: апрель, май, июнь, июль, август и сентябрь. Глубина налива рассола в бассейн принималась равной 0,2, 0,3 и 0,4 м, а относительные потери тепла в окржающую среду – 20 %. Результаты расчетов приведены в приложении Б. На рис. 5 и 6 представлены расчетные значения скорости естественного упаривания рассолов и парциального давления паров воды над ними для расчетного периода. Наибольшая скорость упаривания достигается при наименьшей глубине налива рассола в бассейн. Это естественно, т.к. при этом уменьшается расход тепла на нагрев рассола, рассол нагревается до более высоких температур, и над рассолом создается большее парциальное давление паров воды (увеличивается движущая сила процесса). Повышение скорости процесса при уменьшении глубины налива с 0,4 до 0,2 м сушественно, в 1,7…4 раза в зависимости от расчетного месяца. При упаривнии рассола состава 2 скорости процесса значительно ниже, так

как в этом рассоле выше содержание солей и, как следствие, парциальное давление паров воды над ним меньше. В сентябре с незначительной скоростью может упариваться лишь исходный рассол (состав 1), несмотря на то, что в этом месяце температура воздуха значительно выше, чем в апреле. Объясяется это тем, что в апреле значительно ниже (почти в 2 раза) парциальное давление паров воды в воздухе, и испарение воды из рассола возможно при меньших парциальных давлениях паров над зеркалом бассейна. Графики на рис. 5 и 6 показывают, что естественное упаривание рассолов в условиях Беларуси при  практически бесперспективно, т.к. возможно лишь в очень короткий период (2-4 месяца, в зависимости от состава рассола) и протекает с малой скоростью. Проведение упаривания в апреле также нецелесообразно из-за малой скорости. Эти выводы подтвеорждает график на рис. 6. Для оценки величины движущей силы процесса упаривания на нем представлены значения парциального давления паров воды в воздухе. Процесс возможен лишь в том случае, если над поверхностью рассола может быть достигнуто парциальное давление паров воды больше, чем их давление в воздухе. По результатам расчетов, даже если все тепло будет затрачено на нагрев рассола, в некоторых случаях температура его не достигает величины, при которой . Это наблюдается например при  м в апреле, июле,

августе и сентябре для рассола состава 2, в сентябре для рассолов составов 1 и 2 при  м.

          Среднюю скорость упаривания рассола состава 1 с последующим достижением им состава 2 можно приближенно принять равной среднему арифметическому скоростей упариания рассолов составов 1 и 2. При таком доопущении за 4 месяца (май-август) при уровне налива в бассейн 0,2 м она равна 0,190 м. За этот же период выпадает 0,320 м атмосферных осадков (см. рис. 5). Следовательно, процесс упаривания необходимо проводить в защищенных от атмосферных осадков бассейнах. По нашим оценкам для удаления 50 % воды из 1 м³ рассола требуется приблизительно 2,5 м² поверхности бассейна. Энергетическая эффективность 1 м² поверхности бассейна в таком случае эквивалентна примерно 0,43 ГДж тепловой энергии (15 кг условного топлива).

               В заключение отметим, что приведенные модель и расчеты оценивают процесс упаривания весьма приближенно. Однако полученные результаты не противоречат законам сохранения массы и энергии, следовательно, при составлении материальных и энергетических балансов не допущено принципиально значимых ошибок. Анализ показал, что все расчетные значения скорости упаривания не превышают величин скорости испарения воды в случае, если вся поглощенная энергия тратится на это испарение. Для уточнения расчетов, корректировки модели требуются трудоемкие, продолжительные во времени и дорогостоящие экспериментальные исследования.