Исследование сложного теплообмена в трубах фильда и их использование в энергосберегающей схеме стекловаренной установки

• Автор: Хоанг Хак Хоанг
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 Анализ состояния вопроса и постановка задачи

1.1 Анализ энергетической эффективности технологий на объ- 10 ектах по выработке стекла

1.2. Способы повышения энергетической эффективности рабо

ты систем по выработке стекла.

1.3. Анализ мероприятий повышения интенсификации тепло

обмена, применяющихся для глубокой регенерации отходящей теплоты.

1.4 Вывод по главе

Глава 2 Выбор инструмента математического моделирования и

его использования в задачах сложного теплообмена
2.1 Особенности математической постановки задачи
2.2 Расчет двухканального пластинчатого теплообменника
2.3 Исследование теплообмена в трубе Фильда в поле излуче- 41 ния высокотемпературного газа
2.4 Вывод по главе
Г лава 3 Экспериментальное и вычислительное исследования гид
родинамических характеристик установки с трубой Фильда
3.1 Постановка задачи
3.2 Описание экспериментальной установки
3.3 Результаты экспериментов
3.4 Обработка и анализ полученных результатов
3.5 Вывод по главе
Глава 4 Модель охлаждения стекломассы в студочной зоне, ос
нащснной трубами Фильда
4.1. Объект, математическая модель и её программная реализа

4.2. Представление и анализ результатов
4.3. Вывод по главе 104 Глава 5 Использование труб Фильда в энергосберегающей схе
ме стекловаренной установки для утилизации теплоты расплава студочной зоны.
5.1 Энергосберегающие схемы для стекловаренной установки
5.2 Тепловой баланс стекловаренной печи
5.3 Расчет теплового баланса при использовании схемы В1
5.4 Расчет теплового баланса при использовании схемы В2
5.5 Расчет теплового баланса при использовании схемы ВЗ
5.6 Сопоставление энергосберегающих схем и оценка эффек- 122 тивности их использования в стекловаренной установке
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение

Введение
Согласно экономической стратегии в России на период до 2030 г., внутренний спрос на топливно-энергетические ресурсы к 2030 г. вырастет в 1,6-1,7 раза по отношению к уровню 2005 г., в том числе потребление природного газа увеличится в 1,4-1,5 раза.[1]
По прогнозам в России цена природного газа на внутреннем либерализованном рынке может увеличиться по сравнению с уровнем 2005 г. в 2-2,5 раза в 2020 г. и в 3-3,5 раза в 2030 г. (в сопоставимых ценах). [1]
Эффективность использования этого топлива в высокотемпературных установках (ВТУ) низка из-за значительных тепловых потерь во внешнюю среду через наружные ограждения (10-25 %) и с отходящими газами (до 70 %). При этом КПД агрегатов, использующих данный вид топлива, варьируется в интервале 15-30 %. [2]
Таким образом, актуальность задачи для плавильных процессов и установок в системах производства стекла, потребляющих природный газ, обусловлена значительными масштабами потребления природного газа, его растущей стоимостью и наличием существенного потенциала энергосбережения, т.е. разностью между действительным удельным расходом топлива и его теоретическим минимумом.
В настоящее время повышение эффективности использования топлива в ВТУ идет за счет уменьшения тепловых отходов и использования их теплового потенциала для данного или внешнего теплотехнологического процесса в энергосберегающих целях.
Анализ существующих энергосберегающих схем стекловаренных установок показал, что основным способом повышения энергетической эффективности их работы являются использование теплоты уходящих газов для подогрева воздуха горения.
Дополнительным энергетическим источником, позволяющим уменьшить затраты топлива на производство технологического продукта в стек-

- Коэффициент теплоотдачи определен по формуле:

где Ь- высота канала.
- Перепад давления: (АР/АХ) = %р 1А2/(20г) где Д- эквивалентный (переведенный) диаметр,
Е,- коэффициент трения.
2.2.3. Исходные данные расчетной модели.
Таблица. 2.1. Параметры канала
Толщина стенок, м 5 = 0
Высота каналов, м 0
Ширина каналов, м 0
Длина каналов, м 2
Материал стенок Алюминий
Таблица. 2.2. Параметры нагреваемого теплоносителя
Вид теплоносителя Воздух
Скорость на входе канала, м/с С а 1 о о
Температура на входе канала, °С о 40 II с н
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м.°С) ?ц
Коэффициент кинематической вязкости, м/с у1=18,97.10'6
Плотность, кг/мЗ Р1= 1
Критерий Прандтля Рг