Моделирование процессов удаления из воды угольной кислоты в деаэраторах атмосферного давления
Предложена математическая модель процессов удаления из воды угольной кислоты в деаэраторах атмосферного давления, обеспечивающая расчет степени термического разложения гидрокарбонатов в деаэраторе, рН пробы деаэрированной воды и массовой концентрации в ней свободной угольной кислоты в пересчете на диоксид углерода. В основу математического описания процессов положены реализованная в специализированном программном комплексе для расчета трехмерных течений жидкости модель движения воды в деаэраторном баке, согласно которой реальный поток воды представляется в виде совокупности параллельно включенных малых реакторов идеального вытеснения, а константа скорости реакции, обобщенно моделирующей процесс термического разложения гидрокарбонатов с учетом его химической и диффузионных стадий, идентифицируется по экспериментальным данным. На основе результатов экспериментальных исследований, проведенных на деаэраторах различных конструкций с паровым барботажем в баке и без него, разработано эмпирическое обеспечение модели в виде рекомендуемых значений порядка и константы скорости реакции, выбираемых в зависимости от общей щелочности подаваемой в деаэратор воды. Получено замкнутое математическое описание процессов удаления из воды угольной кислоты в деаэраторах. Доказано, что показатели точности предложенной модели соответствуют нормируемым метрологическим характеристикам потенциометрического и алкалиметрического методов измерения рН воды и концентрации в ней свободной угольной кислоты. Это позволяет рекомендовать полученную модель для решения практических задач формирования заданного качества деаэрированной воды путем выбора конструктивных и режимных параметров деаэраторов при их проектировании и режимной наладке.