Повышение эффективности теплообменных установок за счет применения биметаллических соединений

• Автор: Казаков, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Содержание
Введение
Г лава 1 Изучение физических явлений. Понятие аналитического и численного методов
1.1 Дифференциальное уравнение теплопроводности
1.2 Развитые поверхности теплообмена
1.3 Эффективность ребра
1.4 Аналитический метод
1.5 Численный метод
Глава 2 Аналитическое решение задач теплопроводности для комбинированных ребер разного профиля
2.1 Продольные ребра. Обобщенное дифференциальное уравнение теплопроводности
2.2 Решение задачи теплопроводности для комбинированного ребра прямоугольного профиля
2.3 Упрощенное решение задачи теплопроводности для
комбинированного ребра прямоугольного профиля
2.4 Решение задачи теплопроводности для комбинированного ребра радиального профиля
Г лава 3 Численные методы в решении задач теплопроводности для комбинированных ребер разного профиля
3.1 Расчет нестационарного температурного поля однородного ребра постоянного поперечного сечения
3.2 Расчет нестационарного температурного поля неоднородного ребра
постоянного поперечного сечения
Глава 4 Теплообменные комплексы и возможные технологические решения для повышения эффективности развитых поверхностей теплообмена
4.1 Назначение ТА
4.2 Принцип действия ТА
4.3 Особенности конструкций КПРТ
4.4 Конструкция «плоское ребро - плоское ребро»
4.5 Конструкция «плоское ребро - труба»
4.6 Конструкционные материалы
4.7 Эксплуатационные ограничения

4.8 Многофункциональный теплообменник
4.9 Биметаллический теплообменник
Г лава 5 Расчетное обоснование внедрения биметаллического
экономайзера на котле ТП
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Температурное распределение вдоль комбинированного прямоугольного
ребра
Температурное распределение вдоль комбинированного радиального
ребра
Акты внедрения

Введение
Энергосбережение с момента вступления в силу ФЗ № 261 от 18.11.2009 г. «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ» становится одним из основных направлений развития экономики России. В целях повышения энергоэффективности разрабатывается и вводится в эксплуатацию множество специализированных устройств, одними из которых являются теплообменные аппараты, с помощью которых можно с различной степенью эффективности использовать имеющуюся энергию.
Вопросы интенсификации теплообмена актуальны для всевозрастающего числа технических дисциплин, в которых приходится иметь дело с различными формами передачи энергии. Эти отрасли техники выдвигают высокие требования к эффективным теплообменным устройствам, касающиеся сокращения их массы, объема, снижения стоимости или оптимизации формы.
С типичными примерами высокоэффективных поверхностей теплообмена можно встретиться в самолетах, космических кораблях их силовых установках, в химической промышленности, в холодильной и криогенной технике, в электрических аппаратах и электронных приборах, промышленных печах и теплообменниках [50,52], котлах-утилизаторах и газотурбинных установках, твэлах ядерных реакторов, в устройствах прямого преобразования энергии и т.п.
В условиях мирового энергетического кризиса в настоящее время остро стоит проблема повышения эффективности тепловых машин и рационального использования топливно-энергетических ресурсов [25].
Известно [93], что при разработке перспективных энергетических установок сложных термодинамических циклов с утилизацией теплоты выхлопных газов теплообменные аппараты, ввиду неприемлемых габаритных размеров, часто являются сдерживающим фактором. Реализованные схемы теплообмена в теплообменных аппаратах традиционных конструкций

Здесь сЬ(х) - гиперболический косинус, который относится к элементарным функциям [22].
Выразить общее аналитическое решение задачи (2.6) - (2.8) для произвольной функции ср(х) затруднительно. Однако для некоторых конкретных случаев такое решение удается получить.
Так, в частности, если ф(х) является линейной зависимостью, т.е.
где сомножитель к при уменьшении коэффициента теплопроводности к вдоль ребра должен удовлетворять условию
ср{х) = 1 — кх,
(2.10)
- > к > 0,

при его же увеличении
-оо < к < О
Если к=0, то очевидно справедливо выражение (2.9). Для варианта (2.10) уравнение (2.6) запишется
сі . й9 2 п п
— (1-Ъс) т <9 — 0.
с!х (Ъс
(2.11)
Введем новую переменную
(2.12)