Использование труб Фильда в аппаратах системы комплексной утилизации тепловых отходов высокотемпературных установок
Диссертация
Разработан экспериментальный стенд и проведено исследование тепло-гидродинамического процесса в трехканальном теплообменнике. Установлено, что результаты расчета, полученные ЧАМ и в ходе численного моделирования в пакете РНОЕМСЭ, удовлетворительно согласуются друг с другом. Отклонение расчетных значений температуры стен кольцевых каналов от данных эксперимента не превышают 3.1 и 1.7… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 1. 1. Анализ энергоэффективных технологий в высокотемпературных плавильных установках систем по производству стекла. Современное состояние вопроса
- 1. 2. Стекловаренные печи и процесс производства стекла
- 1. 3. Способы повышения энергетической эффективности работы систем по выработке стекла
- 1. 4. Методы расчета теплообмена в трубе Фильда
- 1. 5. Электродуговая шахтная печь с удерживающими пальцами фирмы «ФУКС — СИСТЕМТЕХНИК»
- 1. 6. Вывод по главе
- ГЛАВА 2. ВЫБОР ИНСТРУМЕНТА МОДЕЛИРОВАНИЯ И ЕГО
- ТАРИРОВКА НА ПРИМЕРЕ РЕШЕНИЯ СОПРЯЖЕННОЙ ЗАДАЧИ ТЕПЛООБМЕНА
- 2. 1. Особенности математической постановки задачи
- 2. 2. Расчет теплообменника типа «труба в трубе»
- 2. 3. Расчет трубы Фильда, омываемой горячим теплоносителем
- 2. 4. Вывод по главе
- ГЛАВА. 3, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ И ЧИСЛЕННАЯ ПРОВЕРКА МОДЕЛЕЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ПРОЦЕССА В ТРУБЕ ФИЛЬДА
- 3. 1. Постановка задачи
- 3. 2. Описание экспериментальной установки
- 3. 3. Результаты контрольных экспериментов
- 3. 4. Численные исследования на базе различных моделей турбулентности
- 3. 5. Сравнение расчётных и экспериментальных данных
- 3. 6. Вывод по главе
- ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА В ТРЕХКАНАЛЬНОМ ТЕПЛООБМЕННИКЕ
- 4. 1. Методика обработки экспериментальных данных и её результаты
- 4. 2. Одномерная модель процессов тепло — и массопереноса в элементах трубки Фильда
- 4. 3. Трёхмерная модель (Пакет PHOENICS)
- 4. 4. Обработка и анализ полученных результатов
- 4. 5. Вывод по главе
- ГЛАВА 5. МОДЕЛЬ ТЕПЛО- И МАССООБМЕНА В КАМЕРЕ ВТОРИЧНОГО ДОЖИГАНИЯ С ТРУБАМИ ФИЛЬДА
- 5. 1. Модель камеры вторичного дожигания с трубами Фильда
- 5. 2. Модельные уравнения
- 5. 3. Вычислительная методология
- 5. 4. Качественная оценка полученных результатов
- 5. 5. Вывод по главе
- ГЛАВА 6. КОМПЛЕКСНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ТЕПЛОВЫХ ОТХОДОВ СТЕКЛОВАРЕННОЙ УСТАНОВКИ
- 6. 1. Определение области энергетической эффективности труб Фильда для студочной зоны стекловаренной установки
- 6. 2. Представление расчетной схемы баланса
- 6. 3. Тепловой баланс стекловаренной печи
- 6. 4. Расчет баланса по схеме стекловаренной установки с воздушной регенерацией
- 6. 5. Расчет теплового баланса комплексной схемы стекловаренной установки с системой предварительного подогрева шихты и окислителя за счет теплоты расплава и отходящих газов
- 6. 6. Расчет теплового баланса комплексной схемы утилизации тепловых отходов посредством термохимической регенерации и рекуперативного подогрева окислителя
6.7. Расчет теплового баланса комплексной схемы утилизации тепловых отходов посредством термохимической регенерации и использования системы предварительного подогрева шихты и окислителя за счет теплоты расплава- 'и отходящих газов.
6.8. Проведение сравнения исходного топлива и оценки экономической эффективности.
Список литературы
- Данилов О. Л. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. -М.: МЭИ, 2004.-64 с.
- Новая энергетическая политика России. М.:Энергоатомиздат, 1995. -512 с.
- Проект. Энергетическая стратегия России на период до 2030 года, г. Москва. 2008 г.
- Высокотемпературные тепло- технологические процессы и установки. Энергоатомиздат, Москва, 1989.
- Троякин Ю.В. Проектирование и эксплуатация высокотемпературных технологических установок. М.: МЭИ, 2002.
- Кириллов П.Л. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парагенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990.-360 с.
- Крылов А.Н. Повышение эффективности стекловаренных печей на основе комплексной регенерации тепловых отходов. Автореф. дисс. к.т.н.- М.: МЭИ, 2007. 20 с.
- Густаво, А. Р. М., Повышение энергетической эффективности высокотемпературных установок посредством термохимической рекуперации тепловых отходов, кандидатская диссертация, Москва, МЭИ, 2011.-143 с.
- ОАО «Саратовстройстекло». Производство листового стекла флоат -способом. Учебное пособие, Саратов, 2008. 37 с.
- Глазов B.C., Иванов В. А. Потенциал энергосбережения в работе шахтной печи «ФУКС-СИСТЕМТЕХНИК» // Информационная среда ВУЗа: Сб. ст. к VII международной научно-технич. конф. / Иванов, гос. архит.-строит. акад. Иваново, 2001. Вып. 8. С. 220 -222.
- Глазов B.C., Иванов В. А. Экспериментальные исследования тепловой работы шахтной печи «ФУКС-СИСТЕМТЕХНИК» // Информационная среда ВУ
- За: Сб. ст. к VII междуна-родной научно-технич. конф. / Иванов, гос. архит-строит. акад. Иваново, 2001. Вып. 8. С. 216 -219.
- Хоанг Хак Хоанг исследование сложного теплообмена в трубах Фи льда и их использование в энергосберегающей схеме стекловаренной установки. Ав-тореф. дисс. к.т.н.- М.: МЭИ, 2010. 20 с.
- Мотулевич В.П., Журбрин С. В. Числитенные методы расчета теплооб-менного оборудования. М.: МЭИ, 1989.-76 с.
- Жубрин С.В. и др. «Методы расчета теплогидравлических характеристик в теплообменных установках», М.: Издательство МЭИ, 2006, 48 с.
- Ross С. P. Tincher G. L. Glass Melting Technology: A Technical and Economy Assessment. A Project of Glass Manufacturing Industry Council, U.S. Department of Energy-Industrial Technologies Program, 2004. — 274 p.
- C. Philip Ross Gabe L. Tincher. «Glass Melting Technology: A Technical and Economy Assessment» A Project of Glass Manufacturing Industry Council, U.S. Department of Energy-Industrial Technologies Program, 2004.
- Пат. 2 240 987 РФ. Шахтная печь / Ю. К. Иванов, С. К. Попов (РФ) — МЭИ (ТУ) (РФ). Заяв. № 2 003 113 517- Опубл. 27.11.04. Бюл. № 33- Приоритет 13.05.03 (РФ).
- Перелетов И. И., Пушкин А. В., Иванов Ю. К. Плавильная печь с предельно высоким энерго- и материалосберегающим эффектом // Пром-сть строительных материалов Серия 9. Стекольная пром-сть. Аналит. обзор. Вып. 2. М.: ВНИИЭСМ, 1991.-42 с.
- А. с. № 1 425 419 СССР, кл. F 27 D 1/00. Футеровка-ограждение металлургической печи / Jl. Н. Говорухин, В. И. Косенков, Э. Д. Сергиевский. Опубл. 23.09.88 Бюл. № 35.
- Чехов О. С. Вопросы экологии в стекольном производстве. М.: Легпром-бытиздат, 1990. 104 с.
- Nosach V. G. et al., A Method for Utilization of the Heat of Exhaust Gases of Furnaces. USSR Author Certificate No. 1 013 726, publ. 23.04.83, Bull. № 15.
- Науменко А.В., Дейнеженко В. И., Гофман М. С. Энергосбережение и разработка высокоэффективного газоиспользуюгцего оборудования// Журнал «Газовая промышленность», № 1, 2005, С. 55−58.
- Yonguo Wu. Optimization of heat recovery in glass melting. Case western reserve university .US A. 1994
- C. Philip Ross Gabe Г. Tincher. «Glass Melting Technology: A Technical and Economy Assessment» A Project of Glass Manufacturing Industry Council, U.S. Department of Energy-Industrial Technologies Program, 2004.
- Шопшин М. Ф., Новосельцев В. Н., Тюрин А. И. и др. Химическая регенерация тепловых отходов топливных печей Обзорн. инф. Сер. «Энерготехнологические процессы в химической промышленности». М.: НИИТЭ-ХИМ, 1981.-39 с.
- Перелетов И. И., Новосельцев В. Н., Шопшин М. Ф. и др. К опытш-промышленным испытаниям стекловаренной печи с химической регенерацией тепла. В сб.: Тр. МЭИ. Энергетика высокотемпературной теплотехнологии, М., вып. 476, 1980-С. 26−32.
- Китайгородский И.И. Справочник по производству стекла. Том 1 М.: Госстройиздат 1963, -518 с.
- Егоров К.С. Повышение эффективности теплообменных аппаратов газотурбинных установок замкнутого цикла: Автореф. дисс. к.т.н. М.: МГТУ им. Баумана, 2007. — 20 с.
- Турбулентные сдвиговые течение 1. Пер. с. англ. Под. Ред. А.С. Гиневско-го. М. Машиностроение, 1982. -432 с.
- Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи. М.: «Мир», 1983. 512 с.
- Михеев М.А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. «ЭНЕРГИЯ», М.:1973. 319 с.
- Жукаускас A.A. Конвективный перенос в теплообменниках. Издатеьство «НАУКА». М.:1982. 472 с.
- Глазов B.C., Сергиевский Э. Д., Криницкий Е. В. Применение программного комплекса Phoenics 3.5 для задач промышленной теплоэнергетики. Иваново, 2005.-45 с.
- Быстров Ю.А., Исаев С. А., Кудрявцев H.A., Леонтьиев А. И. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб. Санкт-Петербург, 2005.-392 с.
- Сергиевский Э.Д., Хомченко Н. В., Овчинников Е. В. Расчет локальщлх параметров течения и теплообмена в каналах. МЭИ, 2001.-57 с.
- The PHOENICS Reference Manual (Vesion 5.5). CHAM TR 200/(PIL).-384 c.
- Боли Б., Уэйнер Дж., Теория температурных напряжений. Пер. с английского Сисляна Ж. С., Шорра Б. Ф., М.: «МИР», 1964.-520 с.
- Гейтвуд Б. Е., Температурные напряжения Пер. с английского Димент-берга М.Ф. и Красонтовича Ю. Ф., М.: Москва, 1959.-349 с.
- Феодосьев В.И., Сопротивление материалов, М.: МГТУ им. Баумана, 2000.-592 с.
- Чернявский А.О., Строительная механика машин. Челябинск 1999.-142 с.
- Туваев В.Н., Прозоров A.A., Пустынная Ю. Ю., Шутов A.A. Охлаждение молока с использованием естественного холода // Молочная промышленность. 2009. № 5
- Справочник по теплообменникам. Т. 2. М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 279.
- Хмельницкий, Р. 3. Стальные рекуператоры. Расчет и основы проектирования. М.: МЭИ, 1970.-61 с.
- Параметрическое численное исследование ТХР. Создание экспериментальной установки. Отчёт о НИР / МЭИ. Руководитель работы Сергиевский Э. Д., гос. per. № 1 200 958 977, инв. № 2 201 053 963. -М., 2010.-101 с.
- Теплосчетчики «ВИС.Т». Руководство по эксплуатации. ВАУМ. 407 312.114 РЭ1. ЗАО НПО «Тепловизор», 2007. -11 с.
- Фаддеев М.А. Элементарная обработка результатов эксперимента. Изда-теьство Нижегородского госуниверситета Нижний Новгород. 2002
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров, Издательство «НАУКА», М.: 1973, 831с.
- Интернет-документация http://docs.google.com/View?docid=dfnmhh6z656cdcfnr
- Lockwood F.C., Alooja А.Р., Syed S.A., A prediction method for coal-fired furmaces, Combustion and Flame, 1980, v.38, p 1−15.
- Benum A.C., A finite element solution of radiative heat transfer in participating media utilizing the moment method, Comput. Meth. Appl. Mech. Eng., 1988, v. 67, p. 1 -14
- Волков Э.П., Гусев И. Н., Зайчик Л. И., Математическое моделирование топочных процессов в камерных топках энергетических котлов, Изв. РАН, Энергетика, 1992, т.38, N 2, с. 92−103.
- Zhubrin S. V, Discrete raction model for composition of sooting flames, International Journal of Heat and Mass Transfer, 2009, v.52, p.4125−4133
- Patankar S.V., Spalding D.B., Computer analysis of the three-dimensional flow and heat transfer in a steam generator, Forsch. Ing.-Wes., 1978, v.44, N2, pp. 47−52
- Hjertager В. H., Solberg Т., Nymoen K.O., Computer modelling of gas explosion, propagation in offshore modules, J. Loss Prev. Process Ind., 1992, v.5, N3, pp 165−174
- Смит, Мэнь, Фридман, Вычисление коэффициентов для модели взвешенной суммы серых газов, 1982, Теплопередача, т. 104, N4, с.25−3257. 5−14.Сполдинг Д. Б., Конвективный массоперенос, Энергия, 1965, 384 с.
- Маскинская А.Ю. Повышение эффективности теплообменных аппаратов за счет интенсификации теплообмена на поверхности с лунками. Автореф. Дисс. к.т.н. М., МЭИ, 2004.-20 с.
- Китайгородский И.И. Справочник по производству стекла. Том 2 М.: Госстройиздат 1963, -822 с.
- Сеничкин Б.К., Матвеева Г. Н. Тепловые расчеты нагревательных печей. 4.2: Учеб. пособие. Магниторогск: МГТУ им. Г. И. Носова, 2004. -77 с.
- Кузнецов Н. В., Митор В. В. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод), М., Энергия, 1973.-295 с.
- Гинзбург Д.Б. Повышение эффективности работы стекловаренных печах. М. Центральный институт научно- технической информации легкой промышленности, М., Энергия, 1960.-41 с.
- Новосельцев В.Н. «К вопросу о химической регенерации тепла промышленных огнетехнических установок»: Автореф. канд. техн. наук. -М., 1971.-22 с.
- К вопросу об оптимальном проектировании реактора-теплообменника в системе регенеративного теплоиспользования / И. И. Перелетов и др. //Энергетика промышленных технологических процессов: сб. науч. трудов: -М.: МЭИ. 1977. — № 332. — С- 98- 104.