Утилизация тепла дымовых газов в экономайзерах вихревого типа

• Автор: Нуртдинов, Нияз Минсагирович
• Шифр специальности: 05.14.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ УТИЛИЗАЦИИ ТЕПЛА ПРОМЫШЛЕННЫХ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ
1.1. Сравнительная характеристика применяемых в настоящее время способов охлаждения газов и утилизации
их тепла.
1.2. Основные конструкции аппаратов для охлаждения газов и утилизации их тепла путем непосредственного контакта с нагреваемой жидкостью

1.3. Конструирование многоступенчатых тепломассообменных аппаратов вихревого типа

1.4. Постановка цели и задач исследования.

ГЛАВА 2. ДИНАМИКА ТЕЧЕНИЯ ГАЗА И ЖИДКОСТИ В

КОНТАКТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ ЭКОНОМАЙЗЕРОВ ВИХРЕВОГО ТИПА

2.1. Аэродинамическая структура закрученного потока газа в вихревых контактных элементах.
2.2. Динамика капель жидкости в вихревых контактных элементах.
2.3. Расчетное исследование движения капель жидкости в контактных элементах вихревых аппаратов.
ГЛАВА 3. ТЕПЛО И МАССООБМЕН В ЭКОНОМАЙЗЕРАХ
ВИХРЕВОГО ТИПА
3.1. Математическое моделирование процессов тепло и массообмена в контактных элементах вихревых экономайзеров .
3.2. Теплообмен в каплях испаряющейся жидкости
3.3. Численное исследование процессов тепло и массообмена
в контактных элементах вихревых экономайзеров.
3.4. Нагрев жидкости на многоэлементных контактных ступенях вихревых экономайзеров
3.5. Экспериментальное исследование тепло и массообмена в контактных элементах вихревых экономайзеров.
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВИХРЕВЫХ ЭКОНОМАЙЗЕРОВ.
4.1. Методика расчета многосту пенчатых вихревых экономайзеров .
4.2. Варианты подключения вихревых экономайзеров
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Разработка математической модели тепло- и массообмена в контактных элементах экономайзеров вихревого типа. Расчетное исследование закономерностей нагрева воды и охлаждения дымовых газов в контактных элементах вихревых экономайзеров. Экспериментальное исследование процесса нагрева воды в контактных элементах вихревого экономайзера и определение адекватности математической модели. Разработка метода определения эффективности контактной ступени многоэлементного вихревого аппарата при нагреве воды охлаждающимися дымовыми газами, а также методики расчета вихревых экономайзеров. Научная новизна работы. В результате численного расчета движения капель в контактных элементах вихревых экономайзеров получены зависимости для определения средних величин времен пребывания капель в элементах, скорости капель относительно газа и коэффициентов "проскальзывания" капель относительно газа в осевом и окружном направлениях. Разработана математическая модель тепло- и массообмена в контактных элементах вихревых экономайзеров и получена зависимость для определения коэффициента теплоотдачи в каплях жидкости. В результате численного решения определены зависимости эффективностей охлаждения газа и нагрева жидкости в контактных элементах от соотношения нагрузок по газу и жидкости, начальных параметров газа и жидкости, размеров контактного элемента. Достоверность полученных результатов диссертации подтверждается использованием общепринятых подходов к моделированию и методов экспериментального исследования тепло- и массообмена, а также хорошим совпадением полученных в работе расчетных и экспериментальных данных. Практическое значение работы. Предложено использование многоступенчатого вихревого аппарата для контактного нагрева воды дымовыми газами и разработана методика расчета этих аппаратов. Предложены схемы технологической обвязки вихревых экономайзеров при получении нагретой воды для теплоснабжения и горячего водоснабжения и проведен анализ работы экономайзера при различных вариантах обвязки. Разработанные технические решения приняты к внедрению на ОАО "Таткрахмалпатока". Личное участие. Все результаты работы получены лично автором под руководством д. А.Н. Апробация работы. Ярославль, ); Общероссийской конференции молодых ученых с международным участием "Пищевые технологии" (Казань, ); VIII Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием "Пищевые технологии" (Казань, ); Международной научной студенческой конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам "Научному прогрессу - творчество молодых" (Йошкар-Ола, ). Публикация работы. По теме диссертационной работы опубликовано 3 научные статьи и доклада в периодических научных изданиях и трудах конференций, 2 депонированные работы, а также 4 тезиса докладов в материалах конференций. Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, содержащих основные результаты исследования, выводов по работе и списка литературы, составляющего 8 источников. Работа изложена на 8 страницах, содержит рисунков и 8 таблиц. Многие выбросы промышленных предприятий в атмосферу имеют высокую температуру, которая в отдельных случаях (например, на предприятиях энергетики и металлургии) достигает 0 - °С и выше [1-5]. Объем и температура газовых выбросов в различных отраслях промышленности представлены в таблице 1. Большие объемы газовых выбросов в окружающую среду и их высокая температура являются причиной больших потерь тепла. Анализ тепловых потерь различных технологических и энергетических установок свидетельствует о том, что от до % тепловых потерь установок приходится на газы, выбрасываемые в атмосферу. Вместе с тем, выбросы высокотемпературных газов в окружающую среду приводит к значительному ухудшению экологической обстановки. В связи с этим, утилизация тепла дымовых и других газов, выбрасываемых промышленными предприятиями в атмосферу, является важной задачей современного промышленного производства. Таблица 1. Вид производства Объем газов, тыс. Продолжение таблицы 1. И Ферросплавное произв.