Разработка и исследование контактных водонагревателей с циклонными топками

• Автор: Кучухидзе, Дмитрий Галактионович
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Тбилиси
• Количество страниц: 169 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕД ЕН ИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1.Существующие конструкции контактных водонагревателей.

1.2.Теплообменники контактных водонагревателей

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛОМАССООБМЕНА КОРОТКИХ ЭРЛИФТОВ ад

2.1.Исследование гидродинамических процессов коротких эрлифтов ад

2.2.Определение конечных параметров продуктов сгорания и воды после их контакта в эрлифтной камере.
2.3.Определение коэффициентов тепло и массообыена между газами и водой при их контакте в эрлифтных трубках.

2.4.0 потенциальном течении воздушных

потоков в циклонной камере
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНЫХ
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ.
3.1.Разработка и исследование контактного водонагревателя эрлифтного типа.
3.2.Определение объемного коэффициента теплоотдачи и аэродинамического сопротивления в насадках с различными заполнителями
ГЛАВА 4. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КОНТАКТНЫХ
ВОДОНАГРЕВАТЕЛЕЙ
4.1.Конструкции водонагревателей с циклонными топками Х
4.2.Расчет циклонной топки.
4.3.Расчет контактных теплообменников
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.
Л И Т Е РА Т У РА.
П Р И Л О I Е Н И Я
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В городах и сельской местности, где теплоплотность сравнительно невелика, во многих случаях экономически более выгодно иметь групповые,а иногда даже индивидуальные котельные. Экономическая целесообразность применения такого решения увеличивается при использовании контактных водонагревателей,характеризующихся высоким к. В контактных и контактно-поверхностных водонагревателях происходит естественная деаэрация нагреваемой воды сначала в контактной камере,а затем на радиационных поверхностях топочного устройства. Кроме того,эти аппараты не подлежат регистрации Госгортехнадзора,в связи с тем, что внутри водонагревателя не создается избыточное давление, превышающее атмосферное //. Контактный водонагреватель, в основном, состоит из двух узлов: топки и контактной камеры. Принципиальная схема контактного водонагревателя представлена на рис. Продукты сгорания газового топлива,образующиеся в топке I, обтекают надтопочный диск 2 и снизу входят в контактную камеру 5. Вода, нагретая в контактной камере, стекает в сборник аппарата 6, где нагревается за счет притока тепла через топочную камеру. Далее вода через патрубок 9 самотоком сливается в сборный бак, из которого с помощью насоса подается потребителям. Подача в топку газовоздушной смеси происходит с помощью газовой горелки 7. Первые промышленные установки контактных водонагревателей появились в США, Англии, Японии и СССР. На рис. Рис. Рис. Схема контактно-поверхностного водонагревателе ФНКВ-І. Аппарат состоит из: топки, контактной камеры и водяной рубашки с над-топочным диском. Топка I состоит из двух цилиндров разных диаметров, которые вставлены один в другой. Сгорание топлива происходит внутри малого цилиндра, а нагрев воды до стадии кипения (-°С) на радиационной поверхности боковых стенок цилиндра. Для сжигания газа в водонагревателе предусмотрены гррел-ки 2 среднего давления ИГК-. Контактная камера 3 имеет цилиндрическую форму. В основании цилиндра на одной горизонтали размещены центробежные форсунки 4 с таким расчётом, чтобы при их работе водяные факелы равномерно заполняли нижнюю часть объема контактной камеры. Для создания противотока между продуктами сгорания и водой используется насадка 5 из керамических колец Рашига, которая орошается с помощью коллектора с трубками 6. Над основной насадкой смонтирован дополнительный форсуночный коллектор 7. В верхней зоне контактной камеры расположен влагоуловитель 3 в виде слоя колец Рашига размером xx3 мм и толщиной 0 мм. Для создания разрешения в топочном устройстве и для удаления из водонагревателя продуктов сгорания применяется низконапорный вентилятор ЭВР-4. Сжигание газа в водонагревателе осуществляется на поверхности битого огнеупорного кирпича,положенного на пол толки. Продукты сгорания газа, отдав примерно -$ своего тепла поверхности нагрева топки, поступают в контактную камеру. Пройдя влагоуловитель 8, продукты сгорания со 0$-ной относительной влажностью выбрасываются в атмосферу. Температура выходящих И8 контактной камеры дымовых газов зависит от режима работы водонагревателя. Догрев воды, обработанный в контактной камере, производится на радиационных поверхностях топки. Как показали испытания аппарата //, к. Достоинтсвами контактного водонагревателя ФНКВ-1 являются безопасность и надежность в эксплуатации, простота конструкции и высокая экономичность. Однако он отличается повышенной металлоёмкостью и довольно большими габаритами. На рис. З представлена конструкция контактного водонагревателя,разработанного в Японии /0/. В водонагревателе сжигание газа производится с помощью смесительной горелки I в камеру 2, имеющей отверстия 3,через которые вода вбрызгивается в поток раскаленных продуктов сгорания. Образовавшаяся газо-паровая смесь под действием тяги, создаваемой вентилятором, выбрасывается в контактную камеру 4, представляющую собой полость, расположенную между кольцевой камерой и наружной обечайкой аппарата. В полости имеются три яруса сетки 5. Особенностью конструкции является то, что в контактной камере создается гаэо-жидкостная эмульсия с большой поверхностью контакта между продуктами сгорания и водой.