Management of Energy Flows in Low-temperature Separation Units / Gestionarea fluxurilor de energie în sistemele de separare la temperaturi scăzute / Управление потоками энергии в низкотемпературных разделительных установках

The aim of this work is to study the effect of medium and low power ultrasound on the crystallization and separation processes. A thesis about the importance of using thermal energy converters in separation units has been suggested. The prospects of desalination freezing units and ways of their improvement have been justified. Based on the system analysis, the energy flows in an ice recycling facility have been considered. For the first time, the overall energy efficiency estimation technique based on the hypothesis of direct and reverse energy flows has been proposed. The new results on the effect of ultrasonic fields on the separation and crystallization process have been obtained. It has been proved that the use of ultrasonic field is effective in controlling the energy flows during block freezing. It has been established that the salt content in the ice block is reduced by 2-3 times. The relationship between the ice block separation kinetics and the power and frequency has been determined. The similarity theory methods have been used to summarize the experimental data obtained. The criterion models have been presented to calculate the block porosity and the filtration rate. It has been established that the Euler wavenumber modified by the authors successfully generalizes the databases of the experimental findings. Using the numerical simulation methods, the thermal field in the block which depends on its porosity has been established. The results of the simulation have been presented in the form of a nomogram. Scopul lucrării este de a fundamenta utilizarea convertizoarelor de energie termică în unitățile de separare, precum și de a studia efectul ultrasunetelor de medie și joasă putere asupra proceselor de transfer de căldură și masă în unitățile de înghețare a blocurilor. Sunt determinate dezavantajele celor mai utilizate metode termice. Sunt argumentate perspectivele instalațiilor de desalinizăre în baza înghețării și modalitățile de îmbunătățire a acestora. Pe baza analizei sistemice sunt luate în considerare debitele de energie într-o instalație de reciclare a gheții. Pentru prima dată, a fost propusă o metodologie de estimare a eficienței energetice globale pe baza ipotezei fluxurilor energetice directe și "inverse". S-ademonstrat că intensitatea energetică a producției unui 1 kg de gheață poate fi redusă de la 1,1 MJ (ceea ce este tipic pentru instalațiile de congelare tradiționale) până la 0,055 MJ, iar utilizarea unui câmp ultrasonic este un m