Известно, что повышение эффективности котла за счет интенсивного использования тепла уходящими газами является одним из резервов снижения удельного расхода топлива. На эти затраты приходится двадцать процентов тепловой энергии. Усиление теплообмена за счет установки турбулизаторов на экономайзерах и воздухоподогревателях котельных установок способствует значительному увеличение теплопередачи.
Усилители теплообмена (турбулизаторы) улучшают теплообмен, а также создают эффект “самоочистки” от сыпучих отложений золы на поверхности теплообмена в ряде установок. Кроме того, экономия топлива за счет полного сгорания топлива снижает вредное воздействие уходящих газов на окружающую среду.
Такова была методология обработки экспериментальных данных, полученных в этом эксперименте.
Тепловой баланс установки обозначается следующей формулой:
когда тепловая энергия
Qотд -это количество тепла, поступающего от горячего воздуха;
Qвосп -количество тепла, получаемого холодным воздухом;
-коэффициент, учитывающий потери тепла от внешней поверхности отопления к окружающей среде.
Qотд = 3600 •M1•Cp1 (t1-t2); ккал/час (2)
Массовый расход:
(4)
.gif){kind=small}
(5)
Итак,
.gif){kind=small}
ккал/час (6)
.gif){kind=small}
ккал/час (7)
Для расчета теплообмена берутся локальные показатели теплопередачи 9 точек трубчатого пучка [1]. На рисунке 1 приведена схема расчета для определения локальной теплопередачи.
Локальная теплоотдача из любой точки луча определяется следующим соотношением.
.gif){kind=small}
(8)где:
.gif){kind=small}
- удельная тепловая нагрузка равномерно распределяется по всей длине трубы.
Для каждой точки пучка, на котором установлены термопары, локальный теплопередатчик определяется следующими формулами:
.gif){kind=small}
; .gif){kind=small}
; , . . . . . , .gif){kind=small}
; (9)
Рисунок 1. Схема расчета
Все изменения локальной теплопередачи характерных точек обусловлены изменениями двух важных параметров -количества числа Re и значений степени закрытия газопровода, что дало возможность построить пространственный график, четко описывающий все эти изменения, т. е. в зависимости от значений Re. можно построить аксонометрические проекции локальных теплопередач точек 1-9, рассчитанные по формулам 9.
На рисунке 2, используя компьютерную программу Microsoft Exel, построен график изменений локальной теплопередачи в точках 1-9 в виде аксонометрии (проекционные оси: локальная теплопередача в точках 1-9, количество числа Рейнольдса и степень покрытия трубопровода турбулизатором), при установке плоского турбулизатора, установленного до и после пучка труб. Значения местной теплопередачи точек варьировались от 60 до 160 Вт / (м2), Количество числа Рейнольдса варьировалось от 7000 до 11000, а вариации степени перекрытия газохода: = 0; 0,1; 0,3; 0,5 . Принимались значения теплопередачи 1-й точки и значения Rе =7000.
Учитывая рисунок 2, можно увидеть, что перегородка, установленная перед пучком, может отрицательно повлиять на передачу тепла первой точки. Это можно объяснить тем, что точка 1 находится в зоне застоя за перегородкой, а ее теплоотдача уменьшается по мере ее увеличения. Увеличение количества числа Рейнольдса приводит к некоторому увеличению теплопередачи в этот момент. Это характеризуется тем, что увеличение числа Rе способствует разрушению застойных зон за турбулизаторами. В точках 2, 3, 5, 6 мы наблюдаем увеличение теплопередачи. Это связано с тем, что турбулентный вихрь перемещается вниз от усилителя, вызывая активный теплообмен.
В последних рядах, в точках 7,8,9, заметного влияния турбулизатора на процесс теплообмена не наблюдается. Мы объясняем это тем, что, когда тепловой поток удаляется от турбулизаторов внутри пучка, наблюдаются постоянные “внутренние” турбулентности, генерируемые самими трубами, и трудно повлиять на эти процессы интенсификаторами [2, стр.121].
Вывод. Таким образом, использование этого метода для визуального представления локальных значений теплопередачи показало, что перегородка,
установленная перед пучком, может отрицательно повлиять на передачу тепла в одной точке. Увеличение количества Рейнольдса приводит к некоторому увеличению теплопередачи в этот момент. Повышенная теплоотдача некоторых точек связана с тем, что турбулентные вихри перемещаются вниз от того места, где установлен интенсификатор, что приводит к активному теплообмену. В последних рядах пучка не наблюдалось значительного влияния турбулизатора на процесс теплообмена.
Библиографический список
- Сугиров Д.У. и др. Устройство для турбулизации потока в теплообменном аппарате. – Временный патент Туркменистана, №224 от 13.03.2000. Заявка №09/I0656N
- Курбанов Х.К., Пермяков Б.А., Сугиров Д.У. Исследование влияния перегородки, установленной за пучком теплообменных труб на теплообмен и аэродинамику // Изв. АН Туркменистана, сер. физ.мат.тех.хим.геол.наук, 1991.-№4.-с.104-108
Количество просмотров публикации: Please wait