|
.
#13 (251)
.
March 2019
79
Technical Sciences
ализации является метод закрутки потока. Повышая
коэффициент теплоотдачи в 2–2.5 раза и более, он ока-
зывает существенное влияние на протекание разных
теплоэнергетических процессов, позволяя увеличить
тепловые потоки, уменьшить температурную нерав-
номерность в конструкции, стабилизировать горение,
уменьшить занос поверхностей нагрева. Непрекраща-
ющиеся более полувека интенсивные исследования
в этом направлении свидетельствуют об его актуаль-
ности и практической значимости полученных резуль-
татов. При этом, наряду с новыми способами интен-
сификации с
Е
1
[3], обеспечиваемыми путем
«встраивания» в турбулентный поток самоорганизую-
щихся закрученных струй (т. н. смерчевые технологии),
продолжают развиваться классические варианты соз-
дания вихревых структур посредством турбулизации
потока на периодической поперечной шероховатости
определенных (оптимальных) параметров. Возбуждая
в пристенной области отрывное вихревое движение со
струйными эффектами, элементы переодической шеро-
ховатости поставляют основную массу факторов откло-
нения в сторону увеличения теплогидродинамической
эффективности
Е
1
что начинает находить соответ-
ствующее расчетно-теоретическое обоснование [5,6].
Эффективность Е’ такого интенсификатора зависит от
шага s/D и рода жидкости. При пропускании воздуха
в трубках с малыми шагами накатки
/
10 15
t h
,
углы атаки
0
50 60
эффективность (с некоторым
превышением) тяготеет к варианту поперечной шеро-
ховатости. Вытянутые спирали и водные потоки создают
более выраженный закручивающий эффект и теплоги-
дравлическая эффективность будет уменьшаться
Е
1
.
В условиях работы жаротрубных котлов интенсифи-
кацию теплоотдачи необходимо выполнять внутри трубы,
где движутся дымовые газы. Наиболее эффективными
являются турбулизирующие вставки, которые, помимо
уменьшения сечения для прохода газа, а отсюда увели-
чения скорости потока и конвективной составляющей
теплоотдачи, обеспечивают дополнительный тепловой
поток излучением от нагретой вставки к стенке жаротруб-
ного элемента. В связи с высокими требованиями к со-
временным водогрейным жаротрубным котлам малой
мощности, в конструировании и изготовлении необхо-
димо обеспечить небольшие габариты и массу котлов.
Известно, что путем интенсификации теплообмена дости-
гают увеличения коэффициента теплопередачи при одно-
временном увеличении потерь давления.
Проведены исследования интенсификации теплооб-
мена в жаротрубном пучке водогрейного котла с приме-
нением таких интенсификаторов теплообмена: пластина,
цилиндрическая вставка и скрученная лента. Исследо-
вания проведены для таких условий работы котла: мощ-
ность котла 32 кВт, мощность топки 15,6 кВт, мощность
жаротрубного пучка 16,4 кВт, коэффициент избытка вох-
духа
α
=1,4, температура дымовых газов на входе в жаро-
трубный пучок t
1
=805,6
0
C, на выходе t
2
=160
0
C, темпе-
ратурный режим воды 70/50
0
C.
В условиях работы жаротрубных котлов интенсифи-
кацию теплоотдачи необходимо выполнять внутри трубы,
где движутся дымовые газы. Наиболее эффективными
являются турбулизирующие вставки, которые, помимо
уменьшения сечения для прохода газа, а отсюда увели-
чения скорости потока и конвективной составляющей
теплоотдачи, обеспечивают дополнительный тепловой
поток излучением от нагретой вставки к стенке жаротруб-
ного элемента. Использование разнообразных вставок
в жаротрубных водогрейных котлах малой мощности яв-
ляется эффективным способом теплообмена.
Литература:
1. Горшенин А. С. Методы интенсификации теплообмена // Самара: Издво СамГТУ. 2009. — 82 c.
2. Басок Б. И. Численное моделирование процессов аэродинамики в топке водогрейного котла со вторичным излуча-
телем / Б. И. Басок., В. Г. Демченко, М. П. Мартыненко // Промышленная теплотехника. 2006. № 1. С. 17–22.
3. Гришкова А. В. Уменьшение выбросов оксидов азота от водогрейных котлов путем внесения в топку промежу-
точного излучателя с оптимальными параметрами / А. В. Гришкова, Б. М. Красовский, А. Ю. Ракитин// Про-
мышленная энергетика. 2004. № 5. С. 32–33.
4. Леонтьев А. И., Гортышов Ю. Ф., Олимпиев В. В., Попов И. А. Эффективные интенсификаторы теплоотдачи
для ламинарных (турбулентных) потоков в каналах энергоустановок // Известия Академии наук. Энергетика.
2005. № 1. С. 75–91.
5. Мигай В. К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. Л.: Энергоатомиздат. 1987. С. 264.
6. Дрейцер Г. А., Лобанов И. Е. Исследование предельной интенсификации теплообмена в трубах за счет искус-
ственной турбулизации потока // Теплофизика высоких температур. Т. 40. № 6. 2002. С. 958–963.
«Молодой учёный»
Do'stlaringiz bilan baham: |
