РАЦІОНАЛЬНІ МЕТОДИ ІНТЕНСИФІКАЦІЇ ТЕПЛООБМІНУ В ГАЗОТРУБНИХ КОТЛАХ

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.