Совершенствование методов расчета, режимов работы и конструкций промышленных печей на основе моделирования зонального и локального сопряженного теплообмена

• Автор: Кулешов, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 372 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Методы расчета и моделирования сложного теплообмена в печах

и топках

Интегральные методы

Дифференциальные методы

Зональные методы

Модели оптикорадиационных свойств продуктов сгорания

Методы расчета факелов и факельных систем

Методы расчета факельного горения газообразного топлива

Методы расчета радиационных свойств светящихся факелов

Методы расчета радиационной теплоотдачи факела
Способы интенсификации теплообмена в печах и технологические требования к
подводу тепла
Выводы по главе
РАЗРАБОТКА ЗОНАЛЬНОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СЛОЖНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПЕЧАХ
Формулировка задачи
Математическая модель сложного теплообмена в промышленных печах
Выводы главе
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЗАИМНОГО РАДИАЦИОННОГО ОБМЕНА В РЕАЛЬНЫХ
ТОПОЧНЫХ КАМЕРАХ
Формулировка задачи
Разработка модели и метода расчета оптикогеометрических характеристик
излучения в сложных многозонных системах
Геометрические и оптические особенности модели расчета
обобщенных угловых коэффициентов излучения
Разработка метода численного расчета обобщенных угловых коэффициентов
излучения
Метод расчета разрешающих обобщенных угловых коэффициентов
Метод коррекции базовых обобщенных угловых коэффициентов
при изменении оптических свойств среды
Разработка модели корректного учета оптикорадиационных свойств продуктов
сгорания в зональных расчетах лучистого теплообмена 9
Выводы по главе
РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЕТА ЛОКАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛОЖНОГО ТЕПЛООБМЕНА В ПЕЧАХ
И ЭКРАНИРОВАННЫХ ТОПКАХ 6
Формулировка задачи
Метод расчета локальных характеристик сложного теплообмена в
многозонных излучающепоглощающих системах
Основные расчетные выражения
Вывод соотношений взаимности для обобщенных угловых коэффициентов
Модификация метода МонтеКарло для расчета местных обобщенных угловых
коэффициентов 2
Методика и алгоритм расчета локальных удельных тепловых
потоков по периметру труб в экранированных топках
Выводы главе
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБЧАТЫХ ПЕЧАХ НЕФТЕХИМИЧЕСКОЙ,
НЕФТЕПЕРЕ РАБАТЫВАЮШЕЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 0
Формулировка задачи
Разработка математической модели и методики расчета сопряженного теплообмена в
радиантных камерах трубчатых печей 1
Граничные условия сопряжения на поверхности экранных труб
Математическая модель внутренних физикохимических процессов в реакционных
трубах 3
Реализация метода решения задачи
Численное исследование теплообмена в радиантных камерах промышленных трубчатых
печей 9
Исследование сопряженного теплообмена в трубчатой печи пиролиза бензина типа
II 9
Исследование теплообмена в трубчатых печах при
различных схемах отопления на примере печи ЗР2
Исследование сопряженного теплообмена в трубчатой печи ППР0 каталитической
паровой конверсии природного газа 0
Исследование внешнего теплообмена в трубчатой печи ББ
газовой промышленности 8 ч
Исследование внешнего теплообмена в трубчатой печи ЦЦ4 нефтеперерабатывающей
промышленности 2
Выводы по главе
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В
КОНВЕЙЕРНЫХ ПЕЧАХ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Формулировка задачи
Разработка математической модели и метода расчета сопряженного теплообмена в
технологической камере печей 8
Математическая модель сопряженного теплообмена
Реализация метода решения задачи
Численное исследование и параметрический анализ теплообмена в
технологических камерах хлебопекарных печей
Исследование сопряженного теплообмена в хлебопекарной
печи с канальным обогревом
6.3.2. Исследование влияния относительной высоты технологической
камеры на характеристики теплообмена
Выводы по главе
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ОТКРЫТЫХ ФАКЕЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ
ДЛЯ СЖИГАНИЯ СБРОСНЫХ ГАЗОВ
Формулировка задачи
Разработка математической модели и методов расчета процессов горения и
теплообмена в открытых факельных установках 5
Метод расчета характеристик факела
Метод расчета тепловых нагрузок на грунт в зоне действия вертикальной факельной
установки 1
Метод расчета тепловых нагрузок на грунт в зоне действия горизонтальной
факельной установки 8
Методика расчета температуры поверхности грунта
Реализация методов расчета
Математическое моделирование и исследование теплообмена в
открытых факельных системах
Выбор объектов исследования
Исследование теплообмена в зоне действия вертикального факела
Исследование теплообмена в зоне действия горизонтального
факела
Выводы по главе
ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕПЛОВЫХ
РЕЖИМОВ И КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ 8
Формулировка задачи
Методика оценки экономической эффективности
Обоснование и анализ проекта модернизации трубчатой печи пиролиза бензина типа
БКТН установки производства этилена 0
Обоснование и анализ проекта модернизации трубчатой печи каталитической
конверсии природного газа ППР0 установки производства аммиака 6
Обоснование и анализ проекта модернизации нагревательной трубчатой печи ЦД
установки первичной перегонки нефти 1
Обоснование и анализ проекта реконструкции отделения нагревательных трубчатых
печей ББ1 Норильской ГРС 6
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Актуальность темы. ВНИПИГаздобыча г. Саратов, ОАО ВНИИНефтемаш г. ГИПРОНИИГаз г. Саратов, ОАО ГТШРОВостокнефть г. Промышленная группа Генерация г. Екатеринбург, ООО АлитерАкси г. СанктПетербург, ООО Научнопроизводственная компания Кедр г. АВТ6 Новополоцкого НПЗ. Гагарина Ю. Технологические машины и оборудование. Апробация работы. Москва, I. ММФ XIV Минск, . ВАК. Структура и объем диссертации. Для расчета топок применяют методы, основанные на теории подобия. А.М. Гурвичем 8. С.Н. Шорина 9,. Л.К. Рамзина , X. Хоттеля , Г. Л. Поляка , С. Н.И. Ц.А. На этой основе А. И.И. Маклюковым и В. Метод сферических гармоник был впервые предложен Д. Ру и Р5 приближения метода сферических гармоник. Основная идея метода дискретных ординат, рассмотренного С. Гауса для численных квадратур. Метод моментов, описанный М. Достоинства дифференциальных методов очевидны. Из современных отечественных работ можно отметить работы научных школ А. В.А. Д.Б. Если первые два исследователя имеют дело с мутными средами, т. Д.Б. Основы зонального метода теории излучения заложены в работах Г. Ю.А. Суринова , Невского , В. А. Адрианова , X. Хоттеля и др. Обзоры некоторых из них приведены в 6,7. Ю.А. А.Э. Клеклем 2. МонтеКарло. В.Г. В.М. Ю.А. Журавлева 5, применительно к котельным агрегатам. Т 0,2. Предложенный Ю. В.А. Брязуна 5. Н2О. СО2, Н2О и их смесей ,6. Модели В. Эльзассера и Р. Гуди соответствуют крайним случаям регулярного и случайного расположения линий. Такую информацию дают модели широких полос . С. Пенера 5 и треугольная модель А. Шака 6. Трехпараметрическая модель полосы Д. Эдвардса и В. Д. Эдвардс и В. Д. Эдвардса была преобразована в работе Г. Тьена и Ж. Первое направление представлено моделью X. Ж 2Ж1. Г, К длина пути луча, м. К СП ап0 ахТ ап2Т2 ап3Т3. Л, Г1 ехрх Т, РЕ 1. АЧТ при температуре , Втм2. СОг и Н2О. АЧТ с температурой Гн. ЮсхрХт. РМ 1. ЬМ ЬткТ 1. Г. 0 К,р1 кПам. Па. Одной из основных характеристик факела является его длина. Для расчета длины факела предложено ряд эмпирических зависимостей.