Совершенствование технологии производства керамического кирпича путем модернизации и управления процессом регенеративного теплообмена

• Автор: Хавер, Сергей Васильевич
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 157 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения

Введение
Глава 1. Использование систем утилизации ВЭР при производстве строительных материалов
1.1. Основные направления совершенствования технологии производства керамического кирпича путем управления системой утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива
1.2. Оценка эффективности эксплуатации теплообменных аппаратов для утилизации теплоты отходящих продуктов сгорания топлива
1.3. Основные типы регенеративных теплообменных аппаратов. Конструкции. Принцип действия

1.4. Методы расчета регенеративных теплообменников

1.5. Математическое моделирование взаимодействия газа с насадкой. Ячеечные модели прогрева одно- и двухмерных объектов

1.6. Постановка задачи исследования

Глава 2. Математическая модель теплового взаимодействия потока газа
с обтекаемой плоской стенкой
2.1. Расчетная модель процесса и уровни ее декомпозиции
2.2. Модель прогрева насадки как единого целого (0-мерная модель)
2.3. Модель прогрева насадки с учетом продольной неоднородности процесса (одномерная модель)
2.4. Модель прогрева насадки с учетом продольной и поперечной неоднородности процесса (двухмерная модель)
2.5. Двухмерная модель прогрева садки в туннельной обжиговой печи
2.6. Выводы по главе
Глава 3. Математическое моделирование и расчетное исследование

циклов нагрева и охлаждения насадки
3.1. Расчетная модель процесса при периодическом нагреве и охлаждении насадки
3.2. Влияние параметров регенератора на кинетику процесса и его тепловую эффективность
3.3. Сравнение характеристик противоточного и прямоточного теплообмена
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Применение разработанных моделей к описанию процессов теплообмена при производстве керамического кирпича в туннельных обжиговых печах
4.1. Расчет теплообмена между потоком газа и твердой стенкой
4.2. Расчет регенератора
4.3. Описание туннельной печи для обжига кирпича
4.4. Применение разработанных моделей к описанию процесса в печи
4.4.1. Модель с однородным прогревом садки
4.4.2. Экспериментальное исследование поля температур садки
4.4.3. Исследование влияния системы утилизации ВЭР на тепловой режим обработки кирпича в туннельной обжиговой печи
4.5. Оценка эффективности использования теплоты уходящих дымовых газов для подогрева воздуха, подаваемого в топку промышленной печи
4.6. Сведения о практическом использовании результатов работы
4.7. Выводы по главе
Основные результаты работы
Библиографический список
Приложения

Условные обозначения
<5 - теплота;
I - температура; т - время;
X - коэффициент теплопроводности; с - удельная теплоемкость; р - плотность;
а - коэффициент температуропроводности; а - коэффициент теплоотдачи; к - коэффициент теплопередачи;
0 - массовый расход теплоносителя;
V - скорость теплоносителя; объем;
т - масса; количество ячеек в насадке поперек потока;
Л - энтальпия;
N - количество временных переходов в цикле нагрева-охлаждения;
Дт - шаг по времени; р - давление;
8 - площадь поверхности теплообмена;
Ь - длина канала для прохода теплоносителя;
1 - высота канала для прохода теплоносителя;
Н - половина толщины слоя материала насадки;
1г - половина ширины канала для прохода теплоносителя;
Ах - ширина ячейки в насадке (поперек потока);
Ду - длина ячейки (вдоль потока); а1 - коэффициент избытка воздуха;
()]"; 01," - низшая и высшая теплота сгорания топлива;
с1 - влажность газа, доля теплоты, переносимая путем теплопроводности в соседние ячейки из данной за один временной переход;
V - доля массы газа в ячейке, переходящая в следующую по ходу движения ячейку за один временной переход;
свободна от ограничений на линейность моделируемого процесса (при надлежащем анализе устойчивости вычислительной процедуры), а введение нелинейных ограничений на уровне балансовых уравнений для отдельной ячейки наглядно и позволяет избежать ошибок описания [89, 90].
Основные принципы построения ячеечной модели могут быть рассмотрены на примере ячеечного описания процесса одномерной теплопроводности [6, 39, 58, 95]. Приведем описанное в этих работах моделирование теплопроводности ячеечными схемами, базирующееся на расчетной схеме, показанной на рис.1.7.
Каждая ячейка, которая принадлежит цепи, считается ячейкой идеального смешения, у которой все параметры (температура, теплоемкость, плотность, влагосодержание и т.д.) равномерно распределены по объему. В дальнейшем будут рассматриваться ячейки одинакового объема, представляемые в плоской модели квадратами.
Сначала рассмотрим простейшую цепь, состоящую только из двух ячеек с номерами 1 и 2. Пусть каждая сторона ячейки в плане равна Ах, а перпендикулярно плоскости рисунка - единице. В реальности ячейки плотно примыкают друг к другу, а на чертеже разнесены, чтобы указать стрелки тепловых потоков. Таким образом, расстояние между центрами ячеек также равно Дх.