ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ВОДОГРІЙНИХ КОТЛІВ ЗА ДОПОМОГОЮ 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.