ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ВОДОГРІЙНИХ КОТЛІВ ЗА ДОПОМОГОЮ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛООБМІНУ

  • Лілія Анатоліївна Боднар Вінницький національний технічний університет https://orcid.org/0000-0001-9497-214X
  • Ілля Юрійович Федич Вінницький національний технічний університет
Ключові слова: водогрійний котел, інтенсифікація теплообміну, коефіцієнт тепловіддачі, пряма пластина, скручена стрічка, комбінований метод інтенсифікації теплообміну

Анотація

В роботі проведено дослідження ефективності інтенсифікації теплообміну в газотрубному теплообміннику водогрійного котла, проведено аналіз отриманих результатів. Відзначено, що для газотрубних водогрійних котлів проблема інтенсифікації теплообміну особливо актуальна, оскільки коефіцієнт тепловіддачі від газів до стінки в каналах без інтенсифікації досить малий, а від інтенсивності теплообміну в теплообміннику залежить температура відхідних газів та коефіцієнт корисної дії. Проведено огляд літературної інформації, який показав, що в сучасних водогрійних котлах малої і середньої потужності використовуються інтенсифікатори: дротові вставки різноманітної конфігурації, кільцеві канавки, спіральні вставки, стрічкові завихрювачі, шнекові турбулізатори, пластини різної конфігурації, комбіновані методи. 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. Для дослідження енергетичних характеристик котла розроблено математичну модель, яку доповнено залежностями для розрахунку інтенсифікованого теплообміну в теплообміннику котла. Досліджено вплив встановлення інтенсифікатора на  температуру димових газів на виході з котла та на коефіцієнт корисної дії. Показано, що найбільше зменшення температури відхідних газів спостерігається для інтенсифікатора у вигляді скрученої стрічки, комбінованого методу, інтенсифікатора оригінальної конструкції та зігнутої пластини з різними геометричними параметрами. 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

Ілля Юрійович Федич, Вінницький національний технічний університет

студент

Посилання

Stepan D. V. Enerhetychna ta ekolohichna efektyvnistʹ vodookhoronnykh kotiv maloyi potuzhnosti. Monohrafiya / D. V. Stepanov, L.V. A. Bodnar. - Vinnytsya: VNTU, 2011 – 151.

Bodnar L. A. Ratsionalʹni metody intensyfikatsiyi teploobminu v hazotrubnykh kotlakh / L. A. Bodnar, I. V. Lepetan // Naukovo-tekhnichnyy zbirnyk "Suchasni tekhnolohiyi materialy i konstruktsii v budivnytstvi". - S. 93 - 98.

Bodnar L. A. Doslidzhennya efektyvnosti intensyfikatsiyi teploobminu v hazotrubnomu teploobminnyku vodohriynoho kotla / L. A. Bodnar, I. V. Lepetan // Naukovo-tekhnichnyy zbirnyk "Suchasni tekhnolohiyi materialy i konstruktsii v budivnytstvi" .- 2016. - №2. - S.93 - 98.

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.

Popov I. A. Promyslove zastosuvannya intensyfikatsiyi teploobminy - suchasnyy stan problemy (ozor) / I. A. Popov, YU. F. Horyashov, V. V. Olympyev // Teploénerhetyka. - 2012. - №1. - s. 3 - 14.

Neshumaev D.; Tiykma T. T. Eksperymentalʹne ta chyselʹne doslidzhennya tekhniky zbilʹshennya teploobminu v hazovykh kanalakh. V: Pratsi 4-yi Mizhnarodnoyi konferentsiyi z teploobminu, mekhaniky ridyny i termodynamiky, 18-23 veresnya. 2005, Kayir, Yehypet.

Mozes E., Pro rozrobku vodoymy velykoyi yemnosti / E. Mozes // Enskhede: FEBO, b.v., 2001. - 97 s.

V. Nirmalan. Doslidzhennya turbulentnykh stymulyuyuchykh vstavok dlya zbilʹshennya teploobminu vid haziv u trubakh. Dysertatsiya. [Elektronnyy resurs]. Rezhym dostupu: https://lib.dr.iastate.edu/rtd/8101.

Manhlyk R. M. Teploperedacha i padinnya tysku u vyhlyadi skruchenykh strichkovykh vstavok v izotermichnykh trubakh: chastyna II / R. M. Manhlik, A. E. Berhles // Operatsiyi ASME. - 1993. - tom 115. - 890 - 896. [Elektronnyy resurs]. Rezhym dostupu: https://vdocuments.site/heat-transfer-and-pressure-drop-correlations-for-twisted-tape-inserts-in-isothermal.html.

Luk'yanov A. V. Vyznachennya teplovykh kharakterystyk produktiv z•horyannya teploheneratora z turbulizatoramy potoku / A. V. Luk'yanov D. V. Ostak, D. V. Basyst // Pratsi Odesʹkoho politekhnichnoho universytetu. - 2014. - № 2. - s. 102 - 107.

Опубліковано
2019-08-12
Розділ
ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ В БУДІВНИЦТВІ