РАЦІОНАЛЬНІ МЕТОДИ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛООБМІНУ В ГАЗОТРУБНИХ КОТЛАХ

  • Лілія Анатоліївна Боднар Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0000-0002-4555-2226
  • Іван Васильович Лепетан Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: водогрійний котел, інтенсифікація теплообміну, коефіцієнт тепловіддачі, втрати тиску

Анотація

В роботі проведено дослідження ефективності інтенсифікації теплообміну в газотрубному теплообміннику водогрійного котла, проведено порівняльний аналіз отриманих результатів. Показано, що для газотрубних водогрійних котлів проблема інтенсифікації теплообміну особливо актуальна, оскільки від інтенсивності теплообміну в теплообміннику залежить температура відхідних газів та коефіцієнт корисної дії. Проведено огляд літературної інформації, який показав, що в сучасних газотрубних котлах в основному використовуються інтенсифікатори, виконані у вигляді спіральних дротових вставок, скручених навколо своєї осі металевих пластин, кільцевої чи спіральної накатки, виштамповок різної форми, що дозволяє руйнувати прикордонний шар і турбулізувати пристінні шари газового потоку. В рамках курсового проектування розроблено конструкцію теплогенератора на щепі деревини з розрахунковою потужністю 550 кВт. Для даної конструкції проведено числові дослідження впливу встановлення інтенсифікаторів на показники роботи котла на повному та частковому навантаженні.

Досліджено вплив геометричних параметрів інтенсифікатора на коефіцієнт тепловіддачі з боку газів, температуру димових газів на виході з котла та на зростання гідравлічного опору в газотрубному теплообміннику. Показано, що конвективний коефіцієнт тепловіддачі після встановлення інтенсифікаторів збільшується в 1,7…2,94 рази при зростанні втрат тиску в 2,24…3,11 разів порівняно з варіантом без інтенсифікації теплообміну при цьому коефіцієнт корисної дії котла збільшився на 10,8 – 13 %. Зазначено, що при виборі способу інтенсифікації теплообміну в котлі на твердому паливі та параметрів інтенсифікаторів, необхідно провести детальний тепловий і аеродинамічний розрахунок при зміні теплової потужності котла і оцінити діапазони раціональної роботи, за яких виключатиметься значне охолодження димових газів, а ефект від встановлення інтенсифікаторів буде перевищувати затрати на подолання додаткового гідравлічного опору в теплообміннику.

Біографії авторів

Лілія Анатоліївна Боднар, Вінницький національний технічний університет

к.т.н., доцент кафедри теплоенергетики Вінницького національного технічного університету

Іван Васильович Лепетан, Вінницький національний технічний університет

студент Вінницького національного технічного університету

Посилання

Popov Y. A. Promyshlennoe prymenenye yntensyfykatsyy teploobmena – sovremennoe sostoyanye problemy (ozor)/ Y. A. Popov, YU. F. Hortyshov, V. V. Olympyev// Teploénerhetyka. – 2012. – №1. – s. 3 – 14.

Petrenko V. P. Intensyfikatsiya teploobminu v aparatakh kharchovykh vyrobnytstv ta kholodylʹnykh mashyn / V. P. Petrenko. – K.: NUKHT, – 2010 – 170 s.

Bodnar L. A. Efektyvnistʹ intensyfikatsiyi teploobminu v teploheneratori na shchepi derevyny / L. A. Bodnar //Vseukrayinsʹkyy naukovo-tekhnichnyy zhurnal. Tekhnika, enerhetyka, transport APK – 2017. – №4. – S. 124 – 128.

V. Nirmalan. Investigation of turbulence promoting inserts for augmenting heat transfer from gases in tubes. Dissertation. [Elektronnyy resurs]. Rezhym dostupu: https://lib.dr.iastate.edu/rtd/8101.

Stepanov D. V. Enerhetychna ta ekolohichna efektyvnistʹ vodohriynykh kotliv maloyi potuzhnosti. Monohrafiya / D. V. Stepanov, L. A. Bodnar. – Vinnytsya: VNTU, 2011 – 151

Опубліковано
2019-02-26
Розділ
ІНЖЕНЕРНІ МЕРЕЖІ БУДІВЕЛЬ ТА СПОРУД