Исследование и разработка высокотемпературных газовых теплообменников в системах теплоснабжения

• Автор: Шагинян, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I КРАТКИЙ ОБЗОР РАБОТ. ЦЕЛИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА II СХЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В СИСТЕМАХ

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

2.1. Использование вторичных энергоресурсов в машиностроении

2.2. Использование вторичных энергоресурсов при производстве строительных материалов
2.3. Использование вторичных энергоресурсов при производстве эмалированных санитарнотехнических изделий
ГЛАВА III РАСЧЕТ РАДИАЦИОННОКОНВЕКТИВНОГО НАГРЕВА ЖИДКОСТЕЙ В КАНАЛАХ НА ОСНОВЕ ОДНОМЕРНОЙ МОДЕЛИ
ТЕПЛОПЕРЕНОСА
3.1. Одномерное описание процесса теплообмена
3.2. Влияние обобщенных переменных на динамику процесса нагрева жидкости в каналах. Параметрический анализ
ГЛАВА IV ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ
УСТРОЙСТВ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДОЙ
4.1. Расчетная схема на основе одномерного описания процессов переноса
4.2. Анализ работы высокотемпературных
теплообменников на отходящих газах при помощи одномерной модели течения в трубах
ГЛАВА V ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ РАДИАЦИОННОКОНВЕКТИВНОГО НАГРЕВА ЖИДКОСТЕЙ ПРИ ЛАМИНАРНОМ И СТЕРЖНЕВОМ ТЕЧЕНИЯХ
5.1. Стабилизированные течения
5.2. Влияние поперечного термического сопротивления стенок трубы на теплообмен
5.3 Радиационноконвективный нагрев жидкости в
начальном участке трубы
5.4. Расчтная схема, основанная на линеаризации граничных условий. Температуры и локальные числа Нуссельта
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Мощный источник ТВЭР - физическая теплота отходящих газов сжигания сероводорода в цехах очистки газа и получения серы на газоперерабатывающих заводах. В машиностроении ГВЭР практически нет, ТВЭР намного меньше, чем в цветной, а тем более в черной металлургии. ТВЭР может занимать значительное место. Расход топливно-энергетических ресурсов и выход ТВЭР больше для предприятий тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения, меньше - для среднего. Подавляющее большинство ВЭР этой отрасли относится к тепловым в температурном диапазоне от 0 до °С при расходе теплоносителя (почти всегда продуктов сгорания) от 0 до 0 м3/ч от отдельной технологической установки. В таблице 1 приведены основные характеристики промышленных печей, которые являются источниками тепловых вторичных энергетических ресурсов. Печи на машиностроительных предприятиях в основном небольшие, и количество их в цехах часто значительно, что, как безосновательно считается, затрудняет организацию использования ТВЭР. Экономия условного топлива за счет использования ВЭР может составлять более 5 млн. ТВЭР приходится около млн. Возможная экономия условного топлива за счет использования ВЭР, млн. Разумеется, приведенные цифры приближены. Как отмечено в [3] недостаток соответствующей переработки ГОСТов, СНиПов и Правил технической эксплуатации не способствует внедрению проектов повышенной энергоэффективности. Это обусловлено тем, что энергоэффективные решения не закладываются в проекты, пока нет утвержденной методики. В установках комплексного использования теплоты продуктов сгорания природного газа, наряду с разнообразными конвективными теплообменниками, применяются гладкотрубные теплообменники для нагрева воды высокотемпературной газовой средой. Необходимой предпосылкой для создания и широкого внедрения таких теплообменных аппаратов является наличие достаточно простых и надежных способов расчета процессов нагрева жидкостей с применением ЭВМ и соответствующим программным обеспечением. Цель работы заключается в повышении эффективности использования топливно-энергетических ресурсов, посредством применения высокотемпературных теплообменных устройств систем теплоснабжения, использующих теплоту вторичных энсргорссурсов. В представленном исследовании получены простые, но обладающие необходимой для инженерной практики точностью методы приближенного расчета процессов радиационно-конвективного нагрева жидкостей высокотемпературной газовой средой. Основные требования к полученным в работе методам исследования заключались в простоте и доступности расчетчикам, в широком диапазоне охвата задач переноса, поставленных теорией и практикой, в гарантии опытного подтверждения результатов методов. Программа исследований была выполнена в три этапа. На первом этапе проведено изучение ряда инженерных задач нестационарного радиационно -конвективного нагрева, когда температура жидкости на входе в канал менялась вместе со временем. Второй этап состоял в получении данных по распределению температур и тепловых потоков для стабилизированного течения. Разработанная методика позволяла эффективно проводить как поверочные, так и конструкторские расчеты теплообменников. Третий подход учитывал особенности радиационно-конвективного нагрева в термическом начальном участке канала. Проведенное сравнение с экспериментальными и проектными данными высокотемпературных аппаратов утилизации теплоты систем теплоснабжения показало вполне удовлетворенное схождение с теоретическими результатами. ПЭВМ. Методы поверочных и конструкторских расчетов высокотемпературных теплообменных аппаратов систем теплоснабжения, которые позволяют достаточно просто и с высокой точностью находить величины температур и тепловых потоков. Результаты теоретического изучения стационарных и нестационарных процессов теплообмена в трубах, учитывающие влияние излучения наружных поверхностей. Данные о расчетных и проектных (экспериментальных) значениях температур и геометрических размерах, полученных для конкретных высокотемпературных теплообменных устройств систем теплоснабжения. Особенности явлений теплообмена в начальном участке канала.