Теплообмен при конденсации пара из продуктов сгорания в теплообменниках с большой степенью оребрения

• Автор: Путрик, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Опыт применения оребренных поверхностей для охлаждения дымовых газов

1.2. Теоретические исследования тепло и массообмена при конденсации пара

из парогазовых смесей

1.3. Экспериментальные исследования тепло и массообмена при конденсации пара из парогазовых смесей.

1.4. Выводы и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Метрологическое обеспечение исследования.
2.3. Методика проведения эксперимента.
2.4. Алгоритм обработки опытных данных
2.5. Организация визуальных наблюдений за поведением конденсата между ребрами
ГЛАВА 3. ВИЗУАЛЬНЫЕ И РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Результаты визуальных наблюдений.
3.2. Стекание конденсата с вертикальной оребренной трубки с продольной канавкой.
3.3. Влияние уноса конденсата на температуру газов за теплообменником. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КОНДЕНСАЦИИ ПАРА ИЗ ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ.
4.1. О возможности применения аналогии процессов тепло и массобмена
4.2. Результаты экспериментальных исследований
4.3. Обобщение экспериментальных данных и их обсуждение.
ГЛАВА 5. ПРОБЛЕМЫ УНОСА КОНДЕНСАТА И РАСЧЕТА КОНДЕНСАЦИОННОГО ТЕПЛОУТИЛ ИЗАТОРА.
5.1. Методика расчета теплообменного аппарата
5.2. Возможность применения абсорбирующего материала.
Выводы.
ГЛАВА 6. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ
ТЕПЛООБМЕННИКА.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЯ


Между тем, использование дополнительных источников повышения эффективности использования тепла на ТЭС не требует столь значительных затрат. Гак, снижение потерь тепла с уходящими газами энергетических котлов (превалирующей величины) может повысить эффективность использования топлива на 6 - 8%. Охлаждение дымовых газов ниже температуры точки росы позволяет использовать тепло конденсации водяных паров и, тем самым, повысить эффективность до %. Эти показатели указывают на перспективу экономии природного газа в стране, в стоимостном выражении соизмеримую с суммарными расходами на его транспортировку. Разработка методики расчета теплообменных аппаратов с оребренны-ми трубками для охлаждения дымовых газов энергетических котлов ниже температуры точки росы на основе обработки экспериментального материала. Экспериментально установлено, что конденсация водяного пара из парогазовой смеси с начальной объёмной концентрацией до % на горизонтальных и вертикальных трубках с большой степенью оребре-ния имеет не пленочный характер, как считалось до сих пор, а капельный или капельно-пленочный. На основе обобщения экспериментальных данных получены зависимости для расчета коэффициента теплоотдачи при конденсации водяного пара из парогазовой смеси с начальной объёмной концентрацией до % на поверхности стандартной трубки с большой степенью оребрения. Обнаружено влияние образующегося конденсата на гидродинамику потока парогазовой смеси, исключающее возможность применения условий аналогии процессов тепло- и массобмена при конденсации на трубках с большой степенью оребрения. Обоснована и предложена методика расчета ребристых теплообменников, предназначенных для охлаждения уходящих газов ниже температуры точки росы, и обеспечивающих в результате этого повышение КПД котлов на 6-%. Каплеунос из поверхностных теплообменников, не уменьшая коэффициент теплопередачи, приводит к охлаждению продуктов сгорания и повышению их влагосодержания вследствие испарения капель. Предложен метод расчета этого явления, которое необходимо учитывать при проектировании отводящих газоходов и дымовой трубы. Результаты испытаний промышленного теплообменника-утилизатора, установленного за паровым котлом производительностью т/ч, подтвердили возможность существенной экономии топлива за счет конденсационной составляющей теплоты уходящих газов. Результаты экспериментального исследования теплообмена при конденсации водяного пара из парогазовой смеси в области малых концентраций (до % объемных) на оребрениой трубке с большой степенью оребрения. Результаты обобщения экспериментальных данных по исследованию теплообмена. Положение о том, что в диапазоне выполненных исследований конденсация имеет капельный или капельно-пленочный характер. Методику расчета поверхностных ребристых теплообменников при охлаждении продуктов сгорания ниже температуры точки росы водяного пара. Результаты расчета температуры дымовых газов за теплообменником, с учетом испарения унесенных капель. Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на: Международной научно-технической конференции « лет Уральской теплоэнергетике. Образование. Наука» (Екатеринбург, ); XIV Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева (Рыбинск, ); У-й российской научно-технической конференции «Энергосбережение в городском хозяйстве, энергетике, промышленности» (Ульяновск, ); П-м Международном конгрессе «Пече-трубостроение: тепловые режимы, конструкции, автоматизация и экология» (Москва, ); XVI Школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева (Санкт-Петербург, ). Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 9 печатных работах [1-9], из них 2 статьи в источниках, рекомендованных ВАК, в том числе получен I патент РФ на полезную модель. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложений, изложена на 1 страницах машинописного текста и содержит 4 таблицы, рисунков и библиографический список из наименований.