Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов
На основе тепло- и термометрических исследований ограждений водогрейных котлов нескольких типов сделана попытка установить связь между плотностью теплового потока и перепадом температур “стенка-воздух” в условиях эксплуатации котелен. Наличие неконтролируемых помех помешало установить функциональную...
Збережено в:
| Дата: | 2005 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2005
|
| Назва видання: | Промышленная теплотехника |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61482 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов / В.А. Виноградов-Салтыков, В.П. Марценко, В.Г. Федоров // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 5. — С. 76-78. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61482 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-614822014-05-07T03:01:29Z Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов Виноградов-Салтыков, В.А. Марценко, В.П. Федоров, В.Г. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика На основе тепло- и термометрических исследований ограждений водогрейных котлов нескольких типов сделана попытка установить связь между плотностью теплового потока и перепадом температур “стенка-воздух” в условиях эксплуатации котелен. Наличие неконтролируемых помех помешало установить функциональную связь. Показано, что линейная корреляция описывает эту связь не хуже, чем имеющиеся формулы эмпирического и полуэмпирического характера. На підставі тепло- та термометричних досліджень огороджень водогрійних котлів кількох типів зроблена спроба встановити зв’язок між густиною теплового потоку та перепадом температур „стінка повітря” в умовах експлуатації котелень. Наявність неконтрольованих перешкод завадила встановленню функціонального зв’язку. Показано, що лінійна кореляція описує цей зв’язок не гірше за наявні формули емпіричного та напівемпіричного характеру. Heatflux – and thermometric tests of surfaces of hot-water boilers were used for determination of connection between density of heat flux and temperature difference “surface of brickwork – air indoors”. Presence of unchecking disturbances impedes functional connection. It was demonstrated that linear correlation is not worse then available empirical and halbempirical formulae. 2005 Article Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов / В.А. Виноградов-Салтыков, В.П. Марценко, В.Г. Федоров // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 5. — С. 76-78. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61482 662.614 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| spellingShingle |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Виноградов-Салтыков, В.А. Марценко, В.П. Федоров, В.Г. Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов Промышленная теплотехника |
| description |
На основе тепло- и термометрических исследований ограждений водогрейных котлов нескольких типов сделана попытка установить связь между плотностью теплового потока и перепадом температур “стенка-воздух” в условиях эксплуатации котелен. Наличие неконтролируемых помех помешало установить функциональную связь. Показано, что линейная корреляция описывает эту связь не хуже, чем имеющиеся формулы эмпирического и полуэмпирического характера. |
| format |
Article |
| author |
Виноградов-Салтыков, В.А. Марценко, В.П. Федоров, В.Г. |
| author_facet |
Виноградов-Салтыков, В.А. Марценко, В.П. Федоров, В.Г. |
| author_sort |
Виноградов-Салтыков, В.А. |
| title |
Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов |
| title_short |
Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов |
| title_full |
Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов |
| title_fullStr |
Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов |
| title_full_unstemmed |
Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов |
| title_sort |
корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| publishDate |
2005 |
| topic_facet |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61482 |
| citation_txt |
Корреляция температурных перепадов и теплопотерь от ограждений водогрейных котлов / В.А. Виноградов-Салтыков, В.П. Марценко, В.Г. Федоров // Промышленная теплотехника. — 2005. — Т. 27, № 5. — С. 76-78. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Промышленная теплотехника |
| work_keys_str_mv |
AT vinogradovsaltykovva korrelâciâtemperaturnyhperepadoviteplopoterʹotograždenijvodogrejnyhkotlov AT marcenkovp korrelâciâtemperaturnyhperepadoviteplopoterʹotograždenijvodogrejnyhkotlov AT fedorovvg korrelâciâtemperaturnyhperepadoviteplopoterʹotograždenijvodogrejnyhkotlov |
| first_indexed |
2025-07-05T12:29:40Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:29:40Z |
| _version_ |
1836810063083208704 |
| fulltext |
Объективная информация о величине теплопо;
терь от изоляционных ограждений водогрейных
котлов важна не только для составления теплово;
го баланса, но и для изыскания рациональных пу;
тей снижения этих потерь. Снижение расхода га;
за на 0,1 % в системе ЖТЭ приводит к экономии
газа 1300 м3/сутки [1]. Нормативным способом
определения q5 является расчет этой величины из
формулы
q5 = Σ . (1)
Коэффициенты теплоотдачи αі при этом рас;
считывают как сумму конвективной αкі и лучис;
той αлі составляющих
αі = αкі + αлі = 2,2 (tci – tв)
0,25 +
+ 4,5 · 10 –8 . (2)
Первое слагаемое (2) получено упрощением
уравнения теплового подобия при движении воз;
духа в основном в ламинарном режиме в неогра;
ниченном пространстве, второе – как отношение
результирующего потока излучением между по;
4 4
i
i
T T
t t
c в
c в
−
−
( )
100
i i i
p
р
F t t
BQ
c вα −
76 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
На підставі тепло) та термометричних
досліджень огороджень водогрійних
котлів кількох типів зроблена спроба вста)
новити зв’язок між густиною теплового
потоку та перепадом температур „стінка)
повітря” в умовах експлуатації котелень.
Наявність неконтрольованих перешкод
завадила встановленню функціонального
зв’язку. Показано, що лінійна кореляція
описує цей зв’язок не гірше за наявні
формули емпіричного та напівемпірич)
ного характеру.
На основе тепло) и термометричес)
ких исследований ограждений водо)
грейных котлов нескольких типов сдела)
на попытка установить связь между
плотностью теплового потока и перепа)
дом температур “стенка)воздух” в усло)
виях эксплуатации котелен. Наличие не)
контролируемых помех помешало
установить функциональную связь. По)
казано, что линейная корреляция описы)
вает эту связь не хуже, чем имеющиеся
формулы эмпирического и полуэмпири)
ческого характера.
Heatflux – and thermometric tests of
surfaces of hot)water boilers were used for
determination of connection between den)
sity of heat flux and temperature difference
“surface of brickwork – air indoors”.
Presence of unchecking disturbances
impedes functional connection. It was
demonstrated that linear correlation is not
worse then available empirical and halb)
empirical formulae.
УДК 662.614
ВИНОГРАДОВ]САЛТЫКОВ В.А.1, МАРЦЕНКО В.П.2, ФЕДОРОВ В.Г.3.
1 Национальный университет пищевых технологий.
2 Филиал Киевэнерго “Жилтеплоэнерго”.
3 Открытый международный университет развития человека “Украина”.
КОРРЕЛЯЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕПАДОВ И
ТЕПЛОПОТЕРЬ ОТ ОГРАЖДЕНИЙ ВОДОГРЕЙНЫХ
КОТЛОВ
В – расход топлива, кг/с;
F – площадь участка поверхности ограждения, м2;
– располагаемое тепло в топке на единицу
массы рабочего топлива, Дж/кг;
q5 – потери теплоты котлом в окружающую среду, %;
q – плотность теплового тока, Вт/м2;
Т – температура по абсолютной шкале, К;
t – температура по шкале Цельсия, оС;
α – коэффициент теплоотдачи, Вт(м2 · К)–1;
ЖТЭ – Жилтеплоэнерго;
ИТТФ – Институт технической теплофизики;
НУПТ – Национальный университет пищевых
технологий.
Индексы:
і – номер участка поверхности ограждения;
в – воздух за пределами пристенного слоя;
к – конвективный;
л – лучистый;
с – стенка.
p
pQ
верхностями ограждения котла и окружающими
предметами к температурному перепаду „поверх;
ность котла – воздух в котельной”. Степень чер;
ноты поверхностей ограждения в (2) принята
равной 0,8.
До сих пор [2] для определения αі пользуются
также эмпирической формулой Каммерера [3]
для плоских стенок с заметным теплообменом
конвекцией и лучеиспусканием в условиях, при;
ближенных к производственным
αі = 1,163 [8,4 + 0,06 ( )]. (3)
Прямые измерения qі и ( ) на вертикаль;
ных поверхностях прямоточного парового котла
ТГМП;314А производительностью 1000 т/ч по;
казали [4], что значения αі = qі ( )–1 полу;
чаются на 10–12 % выше, чем по расчету из (2)
или (3). Статистическая обработка опытных дан;
ных по всем поверхностям обмуровки котла дала
возможность установить неполную линейную
функциональную связь между qі и ( ), а
именно αі = 12 ± 0,5 Вт (м2К)–1.
Целью данной работы является определение свя;
зи между qі и ( ) для ограждений водогрей;
ных котлов наиболее распространенных типов.
Первую серию опытов проводили на котлах
НИИСТУ;5 и НИИСТУ;5х2 (спарка), а также на
паровом котле ДКВР;10М (модернизирован;
ном), переведенном на водогрейный режим.
Котлы НИИСТУ считаются устаревшими, одна;
ко только в ЖТЭ эксплуатируется около трехсот
котлов этого типа. Паровые котлы ДКВР вышли
победителями в соревновании с другими водо;
трубными котлами того же класса (КРШ, ВВД и
т.п.), а при переходе с парового на водяное отоп;
ление выяснилось, что при этом увеличивается
экономичность этих котлов за счет снижения
расхода топлива и электроэнергии на собствен;
ные нужды, поскольку отпадает необходимость в
питательных насосах и бойлерах. Упрощается
схема химводоочистки. Уменьшается также q5 в
связи с изменением температурного режима топ;
ки, газоходов и обмуровки.
Поверхность изоляционных ограждений кот;
лов разбивали на 80÷120 прямоугольных участ;
ков примерно одинаковой площади. В центре
каждого участка измеряли qі с помощью тепло;
меров диаметром 31 мм и толщиной 1,8 мм, а так;
же tci термопарами, горячий спай которых заде;
лывали по центру тепломера со стороны прижа;
тия к обмуровке. Температуру tв измеряли по
обычной рекомендации – ртутным термометром
возле стенда КИП.
Статистическая компьютерная обработка все;
го массива результатов измерений в первых сери;
ях показала слишком большой разброс опытных
данных. Поэтому была предпринята попытка вы;
яснить характер полей температуры и скорости
воздуха за границей пристенного слоя у типич;
ных поверхностей ограждений. Она показала су;
щественную разбежность температур, причем от
температуры воздуха возле стенда КИП отличие
могло достигать нескольких кельвинов. Это же
касается скорости воздуха – она колебалась без
какой;либо закономерности от 0,1 м/с, что соот;
ветствует свободной конвекции в этих условиях,
до 2 м/с. Объяснить это можно наличием сквоз;
няков и работой вентиляторов, а учесть очень
сложно.
Поэтому в дальнейших сериях измеряем непо;
средственно Δti = tci – tвi, располагая холодный
спай в воздухе напротив тепломера с горячим
спаем на расстоянии 3 см от него, с экраном из
фольги, который не мешал воздуху омывать хо;
лодный спай. Исследовали газовые водогрейные
котлы Института газа НАНУ ТВГ;4, ТВГ;8, а
также КВГ;6,5 со стандартной обмуровкой и с ее
заменой на шамотно;волокнистые плиты
ШПГТ;450.
Новая методика измерения Δti привела к суще;
ственному снижению разброса величины αі, но
приемлемой корреляции между Δti и qі получено
не было. На рисунке нанесены линии расчетного
характера 1 – по (2), 2 – по (3), 3 – исходя из [4]
по уравнению q = 12 · Δt. Чтобы не затемнять ри;
сунка, на него не нанесли массив опытных точек,
вместо этого нанесены границы возможной свя;
зи Δti и qі после удаления результатов, не прошед;
ших проверку принадлежности к генеральной
совокупности данных по критерию Стьюдента.
Штриховые линии 4 соответствуют результатам
первой серии опытов, а штрихпунктирные 5 –
второй серии.
Завышенные по сравнению с (2) или (3) значе;
ния α объясняются упомянутой выше принуди;
тельной составляющей скорости воздуха у по;
i
t tc в−
i
t tc в−
i
t tc в−
ci вt t−
i
t tc в−
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5 77
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
верхностей ограждений, а также тем, что факти;
ческая степень черноты этих поверхностей мо;
жет превышать 0,8. Область заниженных значе;
ний α сравнительно узкая, их можно объяснить
резким снижением αлі, если рядом с испытуемым
работает другой котел.
Из рисунка видно, что простая зависимость
q = 12 · Δt в зоне нормированных перепадов тем;
ператур 10–30 К описывает связь между Δt и q не
хуже, чем формулы (2) и (3). Поэтому службам
эксплуатации водогрейных котлов, не имеющим
теплометрической аппаратуры для контроля теп;
лозащитных свойств обмуровки (эта аппаратура
производится в отделе теплометрии ИТТФ
НАНУ и на кафедре теплотехники НУПТ), мож;
но для этой цели приспосабливать стандартные
термощупы. На ручку термощупа закрепляется
ртутный или спиртовой термометр так, чтобы его
головка находилась за пределами пристенного слоя
воздуха (на 3 – 4 см от ограждения). Если термощуп
термопарный, то можно расположить холодные
спаи на том же расстоянии от пластинки с горячи;
ми спаями, тогда измеряется сразу Δti = tci – tв i.
Отсутствие полной функциональной связи
между q и Δt для наружных поверхностей водо;
грейных котлов – это еще одно свидетельство то;
го, что так называемый “закон Ньютона” в дейст;
вительности является лишь удобным расчетным
приемом.
Выводы
1. На основании данных прямых измерений
тепловых потоков и температур на вертикальных
поверхностях водогрейных котлов была установ;
лена неполная линейная функциональная связь
между qі и ( ), а именно: q=12 · Δt.
2. Предложен простой способ расчета плотно;
сти теплового потока по показаниям термощупа.
ЛИТЕРАТУРА
1. Марценко В.П., Федоров В.Г. Эффектив;
ность изоляционных ограждений водогрейных
котлов // Пром. теплотехника 2000. Т.22, № 2. С.
78;80.
2. Марчак И.И., Голышев Л.В., Мысак И.С.
Методика определения потери тепла паровым
котлом в окружающую среду // Теплоэнергетика.
2001. № 10. С. 67;70.
3. Cammerer J.S. Erleuchtungenzuden VDI;
Rechtlinien fur Warme – und Kalteschutz/ Brennstoff;
Warme;Kraft. 1958. Bd.10, № 3. S.119;121.
4. Федоров В.Г., Виноградов"Салтыков В.А.,
Новик М.И. Теплометрия наружных поверхнос;
тей котла ТГМП;314А // Экотехнологии и ресур;
сосбережение. 1999. № 4. С. 77;79.
Получено 19.05.2005 г.
i
t tc в−
78 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2005, т. 27, № 5
КОММУНАЛЬНАЯ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
Связь температурных перепадов и плотности
теплового потока на поверхностях ограждений
водогрейных котлов.
|