Гидродинамика и теплообмен в регенераторе с дисперсной насадкой

• Автор: Прутских, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 100 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПРИМЕНЕНИЯ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ТЕПЛОТЕХНОЛОГИИ

1.1 Целесообразность подогрева воздуха.

1.2 Принципиальные схемы современных воздухоподогревателей

1.3 Гидродинамика и теплообмен перемещающегося пссвдоожижениого слоя

1.4 Тепловая эффективность воздухоподогревателя.

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА В ПЕРЕМЕЩАЮЩЕМСЯ ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ

2.1 Математическое описание задачи

2.2 Аналитическое решение задачи

2.3 Численное решение задачи

2.4 Расчет скорости движения слоя.
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ.
3.1 Описание экспериментальной установки и оценка ошибок измерений.
3.2 Исследование гидравлических параметров
3.3 Исследование межфазного теплообмена и температурных полей.
4 РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И МЕТОДИКИ ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЯ.
4.1 Конструкция воздухоподогревателя
4.2 Методика инженерного расчета воздухоподогревателя.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


Воздухоподогреватель позволяет осуществить снижение температуры уходящих газов, что повышает КПД установки и, тем самым, обеспечивает экономию потребляемого топлива, а также повышает температуру его горения. Однако техникоэкономическая целесообразность применения воздухоподогревателя не всегда оправдана, что связано, в основном, с низкими температурными напорами теплоносителей, большим гидравлическим сопротивлением аппарата, загрязнением поверхностей теплообмена со стороны феющего теплоносителя различными отложениями или ее разрушением за счет коррозии или эрозии. В этой связи весьма перепекл ивными, на наш взгляд, являются регенеративные воздухоподогреватели, в которых в качестве промежуточного теплоносителя насадки служит циркулирующий псевдоожиженный слой дисперсного материала. Достоинства данной насадки обусловлены такими свойствами псевдоожиженного слоя, как развитая поверхность межфазного теплообмена, высокие коэффициенты теплоотдачи, способность частиц к самоочистке от загрязнений и т. Однако недостаточная изученность межфазных процессов теплообмена в циркулирующем псевдоожиженном слое дисперсного материала не позволяет разработать методику инженерного расчета воздухоподогревателей подобного типа, что препятствует их широкому распространению. В связи с этим тема диссертации представляется актуальной. Работа выполнялась в соответствие с научным направлением Физикотехнические проблемы энергетики и экологии по теме ГБ . Гос. ГОУВПО Воронежский государственный технический университет. Целыо работы является моделирование гидродинамики и теплообмена и разработка методики расчета воздухоподогревателя с циркулирующим псевдоожиженным слоем насадки. Разработка математической модели межфазного теплообмена в циркулирующем псевдоожиженном слое дисперсного материала и определение температурных полей в твердой и iазообразной фазах. Получение зависимостей для определения скоростей движения газообразных теплоносителей и насадки. Проведение экспериментальных исследований воздухоподофевателя для подтверждения достоверности теоретических результатов и получение эмпирической зависимости для межфазного коэффициента теплоотдачи. Разработка методики инженерного расчета конструктивных размеров и эксплуатационных параметров воздухоподофевателя. Достоверность научных результатов подтверждена использованием фундаментальных законов гидродинамики и теплообмена, итогами их экспериментальной проверки, а также сопоставлением полученных результатов с данными других авторов. Практическая значимост ь работы. Результаты выполненных теоретических и экспериментальных исследований являются научной базой для разработки методики инженерного расчета регенеративного воздухоподогревателя с перемещающимся псевдоожиженным слоем насадки. Разработана конструкция воздухоподогревателя, новизна и оригинальность которой защищена патентом на полезную модель. Результаты диссертационной работы внедрены в практику Воронежской ТЭЦ1 ОАО ТГК4 и ОАО Воронежский опытномеханический завод. Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции и Российской научной школе Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий в инновационных проектах Сочи, , Второй Международной научнопрактической конференции Современные энергосберегающие тепловые технологии Москва, , Международной конференции Компьютерные технологии в технике и экономике Воронеж, , научнотехнической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Физикотехнические проблемы энергетики, экологии и энергоресурсосбережения Воронеж, . Публикации. По теме диссертации опубликовано работ. Структура и объм работы. Материал диссертации изложен на 0 страницах. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библио1рафического списка, включающего наименование, приложений и содержит рисунка и 7 таблиц. Нуссельта
. Ду шаг по оси у. Г греющий газ В воздух Т твердая фаза насадка начальный конечный х проекция на ось х у проекция на ось у.