Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок

Викладено методику визначення функціональних залежностей ексерго-технологічного та тепло-ексергетичного критеріїв ефективності від вхідних фізичних та теплотехнічних параметрів теплоносіїв, а також конструктивних параметрів теплообмінної поверхні газоповітряних теплоутилізаторів. Наведено результати...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Промышленная теплотехника
Date:	2011
Main Authors:	Фиалко, Н.М., Прокопов, В.Г., Шеренковский, Ю.В., Степанова, А.И., Навродская, Р.А., Новаковский, М.А.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2011
Subjects:	Теплоэнергетические установки
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60330
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок / Н.М. Фиалко, В.Г. Прокопов, Ю.В. Шеренковский, А.И. Степанова, Р.А. Навродская, М.А. Новаковский // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 3 — С. 42-49. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859550004767621120
author	Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. Шеренковский, Ю.В. Степанова, А.И. Навродская, Р.А. Новаковский, М.А.
author_facet	Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. Шеренковский, Ю.В. Степанова, А.И. Навродская, Р.А. Новаковский, М.А.
citation_txt	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок / Н.М. Фиалко, В.Г. Прокопов, Ю.В. Шеренковский, А.И. Степанова, Р.А. Навродская, М.А. Новаковский // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 3 — С. 42-49. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Промышленная теплотехника
description	Викладено методику визначення функціональних залежностей ексерго-технологічного та тепло-ексергетичного критеріїв ефективності від вхідних фізичних та теплотехнічних параметрів теплоносіїв, а також конструктивних параметрів теплообмінної поверхні газоповітряних теплоутилізаторів. Наведено результати оцінки ступеня впливу окремих параметрів на ефективність теплоутилізаційного обладнання. Изложена методика определения функциональных зависимостей эксерго-технологического и тепло-эксергетического критериев эффективности от входных физических и теплотехнических параметров теплоносителей, а также конструктивных параметров теплообменной поверхности газовоздушных теплоутилизаторов. Приведены результаты оценки степени влияния некоторых параметров на эффективность теплоутилизационного оборудования. The new methodology to define of dependences of exergy-technological and termo-exеrgical criteria of efficiency on input physical, thermotechnical and constructional parameters for air-gas thermoutilyzers are suggested. Results of evоluation ofsome parameters effect at efficiency of utilizers are shown in suggested papers.
first_indexed	2025-11-26T04:25:23Z
format	Article
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №342 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ УДК 621.036.7 Фиалко Н.М., Прокопов В.Г., Шеренковский Ю.В., Степанова А.И., Навродская Р.А., Новаковский М.А. Институт технической теплофизики НАН Украины ЭКСЕРГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОВ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Викладено методику визна- чення функціональних залежнос- тей ексерго-технологічного та тепло-ексергетичного критеріїв ефективності від вхідних фізич- них та теплотехнічних парамет- рів теплоносіїв, а також конструк- тивних параметрів теплообмінної поверхні газоповітряних тепло- утилізаторів. Наведено результа- ти оцінки ступеня впливу окре- мих параметрів на ефективність теплоутилізаційного обладнання. Изложена методика определе- ния функциональных зависимостей эксерго-технологического и тепло- эксергетического критериев эффек- тивности от входных физических и теплотехнических параметров теплоносителей, а также конструк- тивных параметров теплообменной поверхности газовоздушных тепло- утилизаторов. Приведены результа- ты оценки степени влияния некото- рых параметров на эффективность теплоутилизационного оборудова- ния. The new methodology to define of dependences of exergy-technological and termo-exеrgical criteria of efficiency on input physical, thermotechnical and constructional parameters for air-gas thermoutilyzers are suggested. Results of evоluation ofsome parameters effect at efficiency of utilizers are shown in suggested papers. b – толщина мембраны; cp – удельная изобарная теплоемкость; d1 – внутренний диаметр трубы; d2 – наружный диаметр трубы; E – эксергетическая мощность; F – поверхность теплообмена; G – массовый расход теплоносителя; hмем – высота мембраны; i – энтальпия; l – длина трубы; т exk – эксерго-технологический критерий; m – масса; N – количество труб в теплоутилизаторе; Nu – число Нуссельта; n – количество элементов в технологической системе; Pr – число Прандтля; Q – тепловая мощность; R – газовая постоянная; Re – число Рейнольдса; s1 – расстояние между панелями или трубами пучка в направлении, перпендикулярном потоку газов; s2 – расстояние между трубами в панели или пучке в продольном направлении; T – температура; T0 – температура окружающей среды; w – скорость; λ – теплопроводность; ∆ – изменение величины; ε – тепло-эксергетический критерий; μм – молекулярная масса; ξ – коэффициент загрязнения; ρ – плотность. Индексы верхние: дг – дымовые газы; возд – воздух; внут – внутренний параметр; внеш – внешний параметр; нар – наружная поверхность. Индексы нижние: вх, вых – входной, выходной параметр; мем – мембрана; п – полная; пот – потери; тр – труба; ex – эксергетический. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 43 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ В современной практике термодинами- ческого анализа нашли успешное применение эксергетические характеристики термодинами- ческих систем, которые позволяют объектив- но сопоставлять в количественных оценках по физически однородным категориям каче- ственно неравноценные по их взаимопревра- щаемости энергоресурсы теплотехнических устройств. В настоящее время все большее развитие получают методы анализа, оптими- зации и синтеза энергетических систем, осно- ванные на использовании указанных характе- ристик и установлении их взаимосвязи с экономическими, теплотехническими, техно- логическими и другими показателями этих систем. Это дает возможность объединить основные параметры энергетических уста- новок в соответствующие критерии, которые используются при комплексном анализе их эффективности и при решении оптимизацион- ных задач [1]. В работах [2-4] предложены эксерго-технологический т exk =Епотm/Q2 и тепло-эксергетический ε = Епот/Q критерии эффективности, с помощью которых прове- ден сравнительный анализ эффективности и определены оптимальные геометрические па- раметры поверхностей теплообмена теплоути- лизационного оборудования энергетических установок различного типа. При решении оптимизационных задач необходимые функци- ональные зависисимости предложенных кри- териев эффективности от параметров теплооб- менной поверхности теплоутилизаторов были получены с использованием статистических методов планирования эксперимента, при этом математическая модель каждого из исследуе- мых объектов задавалась в виде квадратичной функции (уравнения регрессии). Целью данной работы является определе- ние для газовоздушных теплоутилизаторов функциональных зависимостей эксерго-техно- логического и тепло-эксергетического критери- ев эффективности непосредственно от входных физических и теплотехнических характерис- тик теплоносителей, а также конструктив- ных параметров поверхности теплообмена; изучение с помощью полученных соотношений влияния на эффективность указанного обору- дования его теплотехнических и конструктив- ных параметров. Рассматривался газовоздушный теплоути- лизатор, теплообменная поверхность которого представляет собой набор панелей, которые об- разованы из труб с кольцевой накаткой, соеди- ненных мембранами. Панели расположены в коридорном порядке по ходу дымовых газов. Движение теплоносителей перекрестноточное с одноходовым движением греющих дымовых газов, омывающих наружную поверхность па- нелей, и многоходовым движением нагревае- мого воздуха, проходящего внутри труб. На рис. 1 представлены схема расположения мем- бранных панелей, профиль образованного ими канала для прохождения дымовых газов и фраг- мент трубы с кольцевой накаткой. Полный анализ реальных необратимых процессов в теплоутилизаторах должен прово- диться не только на основе тепловых и матери- альных балансовых уравнений, но и включать эксергетические балансовые уравнения, что позволяет оценить степень термодинамиче- ского совершенства теплоутилизатора и его от- дельных элементов, а также наметить пути их оптимизации. Соответствующая система урав- нений имеют вид: внут внеш вых вх пот пот 1 1 1 1 вх вх вых вых 1 1 1 0; 0; const. n n n m i i i j i i i j n n i i i i i i n i i E E E E G h G h G = = = = = = = − + + = − = = ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ (1) Для рассматриваемого газовоздушного теп- лоутилизатора систему эксергетических, теп- ловых и материальных балансовых уравнений можно записать в следующем виде, дополнив их уравнениями теплопередачи: дг воз дг воз внут внеш вых вых вх вх пот пот дг дг воз воз 0; 0; E E E E E E G h G h + − − + + = − = дг const;G = ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №344 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ а) б) в) Рис. 1. Теплообменная поверхность элемента трубного пучка газовоздушного теплоутилизатора: а) – схема расположения мембранных панелей; б) – профиль канала для прохождения дымовых газов; в) – фрагмент трубы с кольцевой накаткой. ( ) ( ) воз дгдг дг дг дг ср вх вых п возвоз воз воз воз внут ср вых вх тр const; 0; 0. р р G G с Т Т k TF G с Т Т k TF = − − ∆ = − − ∆ = Существующий режим работы газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок позволяет при решении поставленной задачи принять следующие допущения: Внешними эксергетическими потерями, свя- занными с условиями сопряжения системы с окружающей средой, можно пренебречь и в эксергетическом балансовом уравнении учи- тывать только внутренние эксергетические потери (деструкцию) в теплоутилизаторе, вызванные неравновесным теплообменом между теплоносителями при конечном тем- пературном напоре. При определении внутренних эксергетиче- ских потерь допустимо использовать урав- нение состояния идеального газа, так как в заданных диапазонах температур и давлений дымовые газы и воздух можно считать иде- альным газом. Суммарные водяные эквиваленты потоков теплоносителей можно считать уравнове- шенными, поскольку для рассматриваемого газо-воздушного теплоутилизатора их раз- ность не превышает 12 % средней величины. дг дг воз воз р рG с G с С≈ = . Возможно проводить линеаризацию соот- ношений, содержащих величины дг дг вхр р∆ и воз воз вхр р∆ , поскольку для указанных величин выполняются следующие условия, при кото- рых вклад членов более высокого порядка не превышает 10 %: дг дг вх 0, 2р р∆ << и воз воз вх 0, 2р р∆ << . Тогда использование балансовых уравнений (2) с учетом указанных допущений приводит к сле- дующим соотношениям для потерь эксергети- ческой мощности в теплоутилизаторе: Епот = Gдг ( ) дг дг дг дг дг дг вх вх вх вых 0 дг д.г дг вых м вых ln lnр р Т рRс T Т Т с Т р    − − − −  µ   Gвоз ( ) воз воз воз воз воз воз вых вых вых вх 0 воз воз воз вх м вх ln ln ;р р Т рRс Т Т Т с Т р    − − −  µ   (2) ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 45 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ Епот =Т0 воз воз дг дг воз воз дг дгвых вых вых вых воз воз воз дг дг дг вх м вх вх м вх ln ln ln ln ;р р Т р Т рR RG с G с Т р Т р      − + −    µ µ     Епот =Т0 { } воз воз дг дгвоз дг воз воз дг дгвых вх вх вых воз воз воз дг дг дг вх м вх вх м вх ln 1 ln 1 ln 1 ln 1 ,р р Т Т Т ТR р R рG с G с Т р Т р            − −∆ ∆ + − − + − − −            µ µ           . (3) Для получения зависимостей эксерго- технологического и тепло-энергетического критериев эффективности газовоздушного теплоутилизатора от входных физических и теплотехнических характеристик теплоно- сителей, а также параметров теплообменной поверхности, кроме соотношений (2) и (3), использовались соотношения для основных характеристик гидродинамических и тепло- обменных процессов в панельных теплоути- лизаторах мембранного типа с коридорным расположением панелей [5-7]. В уравнении теплопередачи для дымовых газов, входящем в общую систему балансовых уравнений (2), величина среднего температурного напора для рассматриваемой схемы движения теплоноси- телей с многократно перекрестным током T∆ может быть выражена через величину среднего температурного напора для противоточной схе- мы протT∆ : прот ,T T∆ = ψ∆ (4) где ψ – коэффициент пересчета от противоточ- ной схемы к схеме с многократно перекрестным током, определяемый по соответствующим но- мограммам с учетом безразмерных определяю- щих параметров P и R [6]: дг воз м вх вх б м/ ( ); / ,P Т Т R= τ − = τ τ где τб, τм – полные больший и меньший пере- пады температур теплоносителей. Для противоточной схемы средний темпе- ратурный напор: ( ) ( )дгдг воз прот вх вх пдг п 1 exp 1 ;T Т Т rk F rk F  ∆ = − − −  − (5) дг дг воз воз1 1р рr G с G с= − . С учетом приведенных выше допущений для противоточной схемы: дг дг воз воз1 1 0;р рr G с G с= − → (6) ( )дг дг п п0 1lim exp 1 ; r rk F k F r→  − − = −   (7) ( ) дгдг дг дг воз вх вых вх вх п 1Т Т Т Т k F С − = − . (8) Тогда для рассматриваемой схемы с много- кратно перекрестным током: ( ) дгдг дг дг воз вх вых вх вх пТ Т Т Т k F С ψ − = − . (9) Наличие технологического уноса в отходя- щих газах энергетических установок является причиной образования загрязняющего слоя на теплообменных поверхностях теплоутилизато- ров. Так, например, запыленность отходящих газов стекловаренных печей составляет 200…1000 мг/м3. Пылевые частицы, содержа- щиеся в дымовых газах, оседая на поверхно- стях нагрева, за короткий период существенно уменьшают теплопроизводительность утили- зационных установок. Толщина отложений твердого технологического уноса определяется химическим, дисперсным и количественным составом пыли [8]. В связи с этим коэффициент теплопередачи дг k вычислялся с учетом тер- мического сопротивления загрязняющего слоя, путем введения в расчеты коэффициента ξ, ха- рактеризующего степень загрязнения тепло- обменной поверхности теплоутилизатора со стороны дымовых газов. Используемый коэф- фициент загрязнения ξ связан с коэффициентом тепловой эффективности φ, который представ- ляет собой отношение коэффициентов тепло- передачи загрязненных и чистых труб, следую- щим образом: ( ) ( )дг к= 1-ξ ϕ ϕα . ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №346 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ Здесь дг кα – усредненный по всей теплообмен- ной поверхности конвективный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке трубы. Тогда при отнесении теплового потока к наружной поверхности панелей для рассма- триваемой схемы с многократно перекрестным током: ( )дг воз вх вхдг дг вх вых дг к дг воз внут пр п к тр 1 1 Т Т Т Т С F F ψ − − =  + ξα +  α α  . (10) Здесь дг прα – приведенный коэффициент тепло- отдачи, учитывающий суммарное термическое сопротивление переходу теплоты от дымовых газов к стенке трубы и в мембране. Приведенный коэффициент теплоотдачи дг прα можно выразить через конвективный коэф- фициент теплоотдачи и параметры мембранной теплообменной поверхности следующим обра- зом: нар трдг дг мем пр к мем тр п п . FFH F F   α = α ν + ν     (11) Здесь H – коэффициент эффективности мембраны. Коэффициенты трν и мемν являют- ся функциями коэффициентов теплоотдачи на поверхности трубы и мембраны, также отно- шений температурных напоров соответственно в корне мембраны и на поверхности трубы к среднему температурному напору на поверхно- сти теплообмена. Связь между коэффициента- ми трν и мемν определяется следующим соот- ношением: нар трп мем тр мем п 1 . FF F F   ν = −ν     (12) Для пучков с коридорным расположени- ем труб среднее значение коэффициента трν можно принять равным 1,1 в характерном для практики диапазоне изменения геометриче- ских параметров теплообменной поверхности и числа Re. Тогда с учетом соотношений (11) и (12) выражение для приведенного коэффици- ента теплоотдачи можно записать следующим образом: ( ) нар трдг дг пр к п 1,1 1 . F H H F   α = α + −     (13) Коэффициент эффективности мембраны H можно вычислить с помощью следующих соот- ношений: ( )мем мемth / ;H ph ph= ( ) дг к мем дг мем к 2 1 p b α ν = λ + ξα ; ( )мем 2 20,5h s d= − . (14) Наличие кольцевой накатки на поверхности труб приводит к дополнительной турбулиза- ции проходящего внутри труб воздуха. Степень турбулизации можно охарактеризовать коэф- фициентом турбулизации k, представляющим собой отношение коэффициентов теплоотдачи труб с кольцевой накаткой и гладких труб. Для расчета коэффициента теплоотдачи при турбу- лентном течении воздуха в трубах с кольцевой накаткой воз кα и коэффициента теплоотдачи от дымовых газов к стенке трубы в коридорных мембранных пучках дг кα использовались сле- дующие соотношения: ( ) ( )0,8 0,43воз воз возNu 0,022 Re Pr ;k= ⋅ (15) ( )0,75дг дгNu 0,051 Re .= (16) Для дымовых газов аэродинамическое сопро- тивление в коридорных мембранных пучках: ( )2дг дг дг 0 20,5 ,р k z w∆ = ρ (17) где k0 – удельный коэффициент сопротивления, отнесенный к одному поперечному ряду труб z2: 1,.5 1 2 0 ' 2 2 / 10,074 . / 1 s dk s d −  − =  −  (18) Относительный диагональный шаг коридорно- го пучка s2/d, характеризующий ширину и фор- му канала для прохождения газов, в качестве обобщенного геометрического параметра наилучшим образом отражает влияние отно- сительных шагов труб на количественные при- знаки теплоотдачи. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 47 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ Потери давления при турбулентном неизотер- мическом течении воздуха в трубах: ( ) ( ) 2воз воз воз 2воз 1 . 2 1,82ln Re 1,64 l w р d ρ ∆ = − (19) С учетом приведенных выше формул получены выражения для эксерго-техноло- гического и тепло-эксергетического критериев эффективности, включающие только входные физические и теплотехнические характерис- тики теплоносителей, а также конструктив- ные параметры поверхности теплообмена. Для эксерго-технологического критерия эффектив- ности: ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) дг воздг воз вх вхт вх вх ex воз дг дг воз внут дг дг дг воз внут вх к пр п к тр вх к пр п к тр 2воз воз 1 2 2 'воз воз воз воз 2 21 м вх ln 1 ln 1 1 1 1 1 / 10,074 / 12 1,82ln Re 1,64р Т ТТ Тk СТ F F СТ F F Rl w s dR s dd с р     − ψ−    = + + − +    + ξα α + α + ξα α + α     ρ − + + −− µ ( )21,5 дг дг 0 дг дг дг м вх р ; 2 w Т mCN р с Q − ρ     µ   (20) Здесь: ( ) ( )0,75дг дг дг нар пр тр п 20,051 Re 1,1 1H F H F d α = λ + −  ; ( ) ( )0,8 0,43воз воз воз воз к 10,022 Re Prk dα = λ ; ( ) ( )( )дгдг воз дг воз внут вх вх к п к трпр 1 1Q Т Т F F= ψ − + εα α + α ; внут тр 1F lN d= π ; нар тр 2F lN d= π ; ( )мем 2 22F lN s d= − ; ( )п 2 2 22 0,5 .F lN s d d= − + π ( )мем мемth / ;H ph ph= ( ) дг к мем дг мем к 2 1 p b α ν = λ + ξα ; ( )мем 2 20,5h s d= − . Результаты расчета значений эксерго-техно- логического и тепло-эксергетического крите- риев при различных параметрах поверхности теплообмена рассматриваемого газовоздушно- го теплоутилизатора, проведенные в соответ- ствии с выражением (20) и полученные ранее [2-4], показали их удовлетворительное совпа- дение. Расхождение между значениями крите- риев эффективности не превышает 5 %. С помощью полученного выражения для эксерго-технологического критерия эффектив- ности проанализировано влияние на эффектив- ность газовоздушного теплоутилизатора стек- ловаренной печи степени загрязнения тепло- обменной поверхности и наличия в трубах кольцевой накатки. На рис. 2 представлены зависимости эксерго-технологического крите- рия эффективности от коэффициента загрязне- ния трубного пучка ξ для различных значений Reдг при следующих параметрах: Reвоз = 15000; s1 = 60 мм; s2 = 60 мм; d = 30 мм; k = 2,0; ψ ≈ 0,995 ([6] номограмма 31, кривая 4 при P ≈ 0,4 и R ≈ 1,1). Увеличение эксерго-техноло- гического критерия эффективности соответ- ствует снижению эффективности теплоутили- затора. Как видно из графиков, представленных на рис. 2, на всех стадиях образования отло- жений на теплообменной поверхности уве- личение числа Рейнольдса для дымовых га- зов от 7000 до 15000 приводит к повышению эксерго-технологической эффективности теп- лоутилизатора (эксерго-технологический кри- терий эффективности снижается). При этом степень влияния числа Рейнольдса на эффек- тивность теплоутилизатора повышается при увеличении степени загрязнения поверхности (эксерго-технологический критерий эффек- тивности при увеличение числа Рейнольдса от 7000 до 15000 снижается в 1,4 раза для ξ = 0 и в 1,6 раза для ξ = 0,03). На представленных графиках в исследуемом диапазоне измене- ния чисел Рейнольдса наблюдаются три обла- сти изменения коэффициента загрязнения ξ: 0…0,008; 0.008…0,018 и 0,018…0,03. На вто- ром участке, начиная со значений ξ ≈ 0,008, происходит достаточно быстрое, а на третьем – ; ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №348 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ резкое снижение эксерго-технологической эф- фективности теплоутилизатора (соответствен- но увеличению эксерго-технологического кри- терия эффективности). В среде дымовых газов стекловаренных печей степень загрязнения теплообменной поверхности, соответствую- щая ξ ≈ 0,008, достигается, в среднем, за две недели работы теплоутилизатора. При этом на поверхности теплообмена с газовой стороны образуются рыхлые отложения пыли. Таким образом, после двух недель работы теплоути- лизатора для нормальной эксплуатации тепло- утилизационного оборудования целесообраз- но удаление пылевых отложений с помощью специальной системы очистки поверхностей нагрева. На рис. 3 представлены зависимости эксерго-технологического критерия эффектив- ности от коэффициента турбулизации k для различных значений Reвоз при следующих параметрах: Reдг = 15000; s1 = 60мм; s2 = 60мм; d = 30мм; ξ = 0; ψ ≈ 0,995 ([6] номограмма 31, кривая 4 при P ≈ 0,4 и R ≈ 1,1). Как видно из графиков, наличие на трубах кольцевой накатки для всех значений Reвоз по- вышает эксерго-технологическцую эффектив- Рис. 2. Зависимость эксерго-технологического критерия эффективности т exk от коэффициента загрязнения трубного пучка ξ: Reвоз = 15000; s1 = 60 мм; s2 = 60 мм; d = 30 мм; k = 2,0; ψ ≈ 0,995. ность теплоутилизационного оборудования. При k = 2,0 эксерго-технологический крите- рий эффективности рассматриваемого тепло- утилизатора уменьшается в 2,4…3,3 раза по сравнению с соответствующим теплоутилиза- тором с гладкими трубами. Степень влияния числа Reвоз на эксерго-технологическцую эф- фективность теплоутилизатора различна для разных значений коэффициента турбулизации и уменьшается с увеличением k. Коэффициент турбулизации k = 2,0 соответствует рациональ- ным параметрам накатки (d/d1 = 0,906, t/d1 = 1,050), при которых наблюдается несколько преобладающий рост теплоотдачи по сравне- нию с ростом гидравлического сопротивления. Использование в газовоздушных теплоути- лизаторах труб с указанными параметрами кольцевой накатки позволяет повысить эксерго- технологическую эффективность теплоутили- затора, в среднем, в 2,7 раза и уменьшить его габариты по сравнению с гладкотрубными конструкциями. Выводы 1. Разработана методика и получены функциональные зависимости эксерго-техно- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2011, т. 33, №3 49 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ логического и тепло-эксергетического крите- риев эффективности от входных физических и теплотехнических параметров теплоносителей, а также конструктивных параметров теплооб- менной поверхности газовоздушных теплоути- лизаторов. 2. С помощью полученных зависимостей проанализировано влияние на эффективность теплоутилизатора степени загрязнения тепло- обменной поверхности и наличия в трубах внутренней кольцевой накатки. ЛИТЕРАТУРА 1. Амерханов Р.А., Долинский А.А., Драганов Б.Х. Основы эксергоэкономического метода оптимизации энергопреобразующих систем. // Промышленная теплотехника. – 2010. – Т. 32, № 1. – С. 90-101. 2. Фиалко Н.М., Шеренковский Ю.В., Степа- нова А.И., Навродская Р.А., Голубинский П.К., Новаковский М.А. Эффективность систем ути- лизации теплоты отходящих газов энергетиче- ских установок различного типа // Пром. тепло- техника. – 2008. – Т. 30, № 3. – С. 68-76. 3. Фиалко Н.М., Шеренковский Ю.В., Степа- нова А.И., Голубинский П.К., Навродская Р.А., Рис. 3. Зависимость эксерго-технологического критерия эффективности т exk от коэффициента турбулизации k: Reдг = 15000; s1 = 60 мм; s2 = 60 мм; d = 30 мм; ξ = 0; ψ ≈ 0,995. Новаковский М.А. Комплексный подход к оцен- ке эффективности систем утилизации теплоты отходящих газов энергетических установок // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2008. – № 5. – С. 22-28. 4. Фиалко Н.М., Шеренковский Ю.В., Степа- нова А.И., Навродская Р.А., Шевчук С.И., Нова- ковский М.А. Эффективность систем утилиза- ции теплоты отходящих газов стекловаренных печей // Пром. теплотехника. – 2009. – Т. 31, № 4. – С. 78-85. 5. Исаченко В.П, Осипова В.А., Сукомел А.С. – Теплопередача. – М.: Энергоиздат. – 1981. – 413 с. 6. Тепловой расчет котельных агрегатов под редакцией Кузнецова Н.В., Нормативный метод. // – М.: Энергия, 1973. – 296 с. 7. Оребренные поверхности нагрева паро- вых котлов. – М.: – Энергоатомиздат. – 1986. – 165 с. 8. Фиалко Н.М., Навродская Р.А., Сариогло А.Г., Пресич Г.А., Слюсар М.А. Эффективные теплоутилизационные технологии для стекло- варенных печей // Пром. теплотехника. – 2010. – Т. 32, № 5. – С. 78-85. Получено 27.12.2010 г.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60330
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0204-3602
language	Russian
last_indexed	2025-11-26T04:25:23Z
publishDate	2011
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
record_format	dspace
spelling	Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. Шеренковский, Ю.В. Степанова, А.И. Навродская, Р.А. Новаковский, М.А. 2014-04-14T13:44:03Z 2014-04-14T13:44:03Z 2011 Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок / Н.М. Фиалко, В.Г. Прокопов, Ю.В. Шеренковский, А.И. Степанова, Р.А. Навродская, М.А. Новаковский // Промышленная теплотехника. — 2011. — Т. 33, № 3 — С. 42-49. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60330 621.036.7 Викладено методику визначення функціональних залежностей ексерго-технологічного та тепло-ексергетичного критеріїв ефективності від вхідних фізичних та теплотехнічних параметрів теплоносіїв, а також конструктивних параметрів теплообмінної поверхні газоповітряних теплоутилізаторів. Наведено результати оцінки ступеня впливу окремих параметрів на ефективність теплоутилізаційного обладнання. Изложена методика определения функциональных зависимостей эксерго-технологического и тепло-эксергетического критериев эффективности от входных физических и теплотехнических параметров теплоносителей, а также конструктивных параметров теплообменной поверхности газовоздушных теплоутилизаторов. Приведены результаты оценки степени влияния некоторых параметров на эффективность теплоутилизационного оборудования. The new methodology to define of dependences of exergy-technological and termo-exеrgical criteria of efficiency on input physical, thermotechnical and constructional parameters for air-gas thermoutilyzers are suggested. Results of evоluation ofsome parameters effect at efficiency of utilizers are shown in suggested papers. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Теплоэнергетические установки Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок Exergy-technological efficiency fuel gas rotary heat exchanger of the power plants Article published earlier
spellingShingle	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок Фиалко, Н.М. Прокопов, В.Г. Шеренковский, Ю.В. Степанова, А.И. Навродская, Р.А. Новаковский, М.А. Теплоэнергетические установки
title	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок
title_alt	Exergy-technological efficiency fuel gas rotary heat exchanger of the power plants
title_full	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок
title_fullStr	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок
title_full_unstemmed	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок
title_short	Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок
title_sort	эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок
topic	Теплоэнергетические установки
topic_facet	Теплоэнергетические установки
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60330
work_keys_str_mv	AT fialkonm éksergotehnologičeskaâéffektivnostʹgazovozdušnyhteploutilizatorovénergetičeskihustanovok AT prokopovvg éksergotehnologičeskaâéffektivnostʹgazovozdušnyhteploutilizatorovénergetičeskihustanovok AT šerenkovskiiûv éksergotehnologičeskaâéffektivnostʹgazovozdušnyhteploutilizatorovénergetičeskihustanovok AT stepanovaai éksergotehnologičeskaâéffektivnostʹgazovozdušnyhteploutilizatorovénergetičeskihustanovok AT navrodskaâra éksergotehnologičeskaâéffektivnostʹgazovozdušnyhteploutilizatorovénergetičeskihustanovok AT novakovskiima éksergotehnologičeskaâéffektivnostʹgazovozdušnyhteploutilizatorovénergetičeskihustanovok AT fialkonm exergytechnologicalefficiencyfuelgasrotaryheatexchangerofthepowerplants AT prokopovvg exergytechnologicalefficiencyfuelgasrotaryheatexchangerofthepowerplants AT šerenkovskiiûv exergytechnologicalefficiencyfuelgasrotaryheatexchangerofthepowerplants AT stepanovaai exergytechnologicalefficiencyfuelgasrotaryheatexchangerofthepowerplants AT navrodskaâra exergytechnologicalefficiencyfuelgasrotaryheatexchangerofthepowerplants AT novakovskiima exergytechnologicalefficiencyfuelgasrotaryheatexchangerofthepowerplants

Эксерго-технологическая эффективность газовоздушных теплоутилизаторов энергетических установок

Institution

Similar Items